微合金化對鎂錳合金組織與性能的影響.pdf

1、本課題以Mg-1.8Mn合金為基礎，添加不同含量的稀土元素Er和Er、Al元素，通過熱模擬壓縮實驗，分析合金在不同熱壓縮條件下熱變形行為；并對合金進行擠壓，分析微合金化對合金熱處理、熱擠壓過程中的組織演變以及室溫拉伸力學性能的影響。
　　 研究結果表明，經450℃保溫4小時固溶處理后，組織中仍存在大量的黑色第二相Mn單質，呈粗大的柱狀晶形貌，尺寸約為800～100um，0.4Er/Al復合微合金化使晶粒得到明顯細化，尺寸約為15

2、0um。
　　 通過對固溶態(tài)合金Mg-1.8Mn-0.4Er/Al在250℃、350℃、390℃以及450℃，應變速率為0.01s-1～1s-1條件下進行熱壓縮實驗，結果表明1)溫度越高，應變速率越低，合金組織開始發(fā)生動態(tài)再結晶的臨界應力越低，臨界應變越大，合金在250℃和350℃應變速率為1s-1的條件下，熱模擬組織沒有發(fā)生動態(tài)再結晶。2)溫度越低，應變速率越大，合金組織中孿晶數(shù)量越多；在0.01s-1～1s-1應變速率范圍內

3、，450℃熱壓縮組織中仍然存在一定數(shù)量的孿晶。
　　 合金經過450℃擠壓變形后，Mg-1.8Mn合金發(fā)生了完全再結晶，Er微合金化和Er、Al復合微合金化的擠壓態(tài)合金中動態(tài)再結晶程度均變小，Er、Al復合微合金化的擠壓態(tài)合金中動態(tài)再結晶程度高于Er微合金化的合金。擠壓態(tài)合金Mg-1.8Mn-0.4Er的再結晶晶粒百分比為45％，Mg-1.8Mn-0.7Er的再結晶晶粒百分比為51％，Er、Al復合微合金化的擠壓態(tài)合金的再結晶晶

4、粒百分比，隨著其含量的增加，分別為58％、60％和75％。
　　 擠壓態(tài)合金經過390℃熱處理1小時后，Mg-1.8Mn合金組織中大部分未長大的再結晶晶粒長大至約88um，Er、Al復合微合金化合金中的靜態(tài)再結晶程度高于Er微合金化合金，Er、Al復合微合金化合金基本發(fā)生完全再結晶。
　　 對擠壓態(tài)合金在室溫下進行拉伸實驗，結果表明添加0.4％Er能明顯提高合金強度，使得合金的屈服強度從173增至224MPa，抗拉強度從

5、255MPa增至276MPa，復合添加Er、Al對合金強度影響不大，Er和Er、Al的加入均使得合金的塑性提高且隨著含量的增加，延伸率越大，但是Er對合金塑性的提升效果不如Er、Al復合添加的合金顯著。單獨添加0.7％Er使得合金的延伸率從5.0％提高到12.5，復合添加0.7％Er、Al使得合金的延伸率從5.0％提高到19.0％。此外，在均勻塑性變形前期，單獨添加Er和復合添加Er、Al均會使合金的加工硬化率θ下降，添加0.1％Er，