Mg-5Zn-1Mn鎂合金細晶板材的制備及組織性能研究.pdf

1、高鋅含量的Mg-Zn-Mn系合金作為一種重要的變形鎂合金，具有合金成本低、可時效強化且耐蝕性較好等優(yōu)點，開展此類合金細晶板材制備工藝的研究具有重要意義。傳統(tǒng)軋制采用多道次、小變形量工藝，普遍存在生產周期長、成品率低、板材塑性差等缺陷。為此，本文以Mg-5Zn-1Mn(ZM51)合金為研究對象，通過熱壓縮模擬實驗，研究該合金在高應變速率條件下的變形行為和組織演變規(guī)律，并在此基礎上進行高應變速率軋制技術工藝研究，通過強化動態(tài)再結晶以最大限度

2、地細化晶粒及通過大塑性變形誘導納米相地動態(tài)析出，從而制備出具有高強高塑性的ZM51鎂合金細晶板材。
　　論文采用Gleeble-3500熱模擬試驗機對ZM51鎂合金進行大變形(變形量為80％)熱壓縮實驗，研究了該合金在變形溫度為250-400℃、應變速率為1-40s-1條件下變形時的流變行為和組織演變規(guī)律。結果表明:該合金在上述工藝條件下進行熱壓縮變形時均發(fā)生了明顯的動態(tài)再結晶，且高應變速率下獲得的再結晶組織較低應變速率下的組織更

3、為均勻、細小。隨著應變速率和變形溫度的升高，該合金的變形激活能逐漸降低?；谖⒂^組織分析及其流變行為研究的結果，優(yōu)化出了ZM51鎂合金大塑性熱壓縮變形的合適工藝參數:應變速率為10～20s-1、變形溫度為300～350℃。
　　在熱模擬的基礎上進行了高應變速率軋制實驗，研究了軋制溫度對ZM51合金板材的組織演變規(guī)律、動態(tài)析出行為和力學性能特征的影響規(guī)律。結果表明:高應變速率軋制的ZM51細晶板材的表層組織與心部組織存在一定差異，且

4、隨軋制溫度的升高，板材組織整體趨于均勻化。在高應變速率軋制過程中，ZM51合金板材中發(fā)生了明顯的動態(tài)析出行為，這類析出相主要依靠軋制過程中形成的高密度位錯和固溶熱處理過程中析出的大量Mn單質作為異質核心形核，從而實現第二相的動態(tài)析出。動態(tài)析出的納米Mg-Zn相，一方面，通過釘扎晶界能夠有效抑制再結晶晶粒的長大，使得板材組織呈現典型的雙峰組織特征;另一方面，析出相在位錯形成時便會快速析出，從而對位錯和亞晶界產生強烈釘扎效應，對動態(tài)再結晶的