铸态Mg-8Gd-3Y-1Nd-0.5Zr镁合金热变形行为研究

【摘要】本研究中使用Gleeble-1500热模拟实验机，采用热模拟实验研究了铸态Mg-8Gd-3Y-1Nd-0.5Zr镁合金的热变形力学行为，通过回归分析和金相显微镜(OM)分析的手段，研究了该合金高热变形过程中的流变应力σ、应变速率和变形温度T之间的相关性，建立了该合金的流变应力的本构方程，并且分析了该合金的热变形显微组织特征，并根据材料动态模型，建立和分析了铸态Mg-8Gd-3Y-1Nd-0.5Zr镁合金的加工图，得出实验合金最佳的热加工工艺参数。铸态Mg-8Gd-3Y-1Nd-0.5Zr镁合金的组织由α-Mg固溶体、骨骼状共晶相、方块相和晶界棒状相组成。铸态Mg-8Gd-3Y-1Nd-0.5Zr镁合金在变形温度为460～520℃、应变速率为0.001～1s-1下的真应力—真应变曲线都呈现出动态再结晶的特征，合金的流变应力随应变速率的增大而增大，同时也随着变形温度的降低而增大。热变形过程中，除了热变形参数外，原始组织也是影响流变应力的重要因素。随着变形温度的提高，合金中的共晶组织软化，合金的变形抗力会有所下降。铸态Mg-8Gd-3Y-1Nd-0.5Zr镁合金在变形条件范围内的热变形行为可以用双曲正弦函数关系描述，这说明了该合金在高温压缩塑性变形过程中存在着热激活现象。该现象可用材料的特征参数A、α和n分别为1.92×1014s-1、0.023MPa-1、2.878，其热变形激活能Q为234.28kJ/mol。该材料的热加工图中可以看出变形量较大时，高应变速率区域容易出现失稳现象，经过分析可知材料的局部流变和合金中的原始共晶组织是引起失稳的主要原因。铸态Mg-8Gd-3Y-1Nd-0.5Zr镁合金的最佳加工区域为460~510℃、应变速率0.01~0.1s-1，对应的峰值能量耗散效率为47%，在该条件下变形时软化机制主要为动态再结晶和共晶组织软化，从而有利于合金的塑性成形。
【作者】任凤丽；
【导师】张治民；
【作者基本信息】中北大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】铸态Mg-8Gd-3Y-1Nd-0.5Zr合金；热变形；本构方程；流变应力；加工图；动态再结晶；

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