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热加工工艺 2010年第13期39卷 54-56页

作者：李俊青刘扭参杨明生河南工程学院数理科学系河南郑州451191 郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室河南郑州450052 登封电厂集团铝合金有限公司河南登封452477

研究了稀土和锰对电热ZL102合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,Mn可抑制长针状的β-Fe相,使部分针状铁相转变成骨骼状或汉字状的α-Fe相,但针状铁相仍存在;RE元素并不能使长针状的β-Fe相转变成α-Fe相,但它可以使长针状β-Fe相... 详细信息

研究了稀土和锰对电热ZL102合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,Mn可抑制长针状的β-Fe相,使部分针状铁相转变成骨骼状或汉字状的α-Fe相,但针状铁相仍存在;RE元素并不能使长针状的β-Fe相转变成α-Fe相,但它可以使长针状β-Fe相断裂变小;Mn和RE的复合使用可以有效改善铁相形貌,使针状铁相变为小块的骨骼状或汉字状。当加入1.1wt%的锰和0.4wt%的稀土时,合金的微观组织和力学性能同时达到最佳,合金的抗拉强度和伸长率分别达到151.46MPa和2.124%,与未添加稀土和锰合金相比,分别提高了14%和101%。

关键词：电热法 ZL102合金 Fe相形貌锰和稀土力学性能

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Mn、RE对AZ61镁合金挤压变形抗力及组织均匀性影响的研究

Mn、RE对AZ61镁合金挤压变形抗力及组织均匀性影响的研究

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作者：屈瑞肖郑州大学

学位级别：硕士

AZ61镁合金是一种综合性能较好,工艺成熟并具有良好应用前景的镁合金,但仍存在挤压效率低,变形抗力大和变形不均匀的问题,不能满足大型中空薄壁形状复杂型材的挤压要求。本文在前人研究成果的基础上,针对AZ61镁合金存在的问题,通过Glee... 详细信息

AZ61镁合金是一种综合性能较好,工艺成熟并具有良好应用前景的镁合金,但仍存在挤压效率低,变形抗力大和变形不均匀的问题,不能满足大型中空薄壁形状复杂型材的挤压要求。本文在前人研究成果的基础上,针对AZ61镁合金存在的问题,通过Gleeble热压缩实验和DEFORM-3D模拟仿真软件,运用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等分析手段,对锰和稀土对AZ61镁合金变形行为的影响及其机理进行了研究。运用Gleeble热压缩实验机,分别研究了AZ61合金,AZ61+0.68wt%Mn+0.67wt%RE, AZ61+0.54wt%Mn+0.91wt%RE和AZ61+1.0wt%RE合金的热压缩变形行为。所采用的变形温度为260、300、380和430。C,应变速率为0.01、0.1和1s-1,热压缩变形量为60%。结果表明：各成分合金的真应力-真应变曲线变化规律相似,自变形开始流变应力随着应变的增大而迅速增加,直至达到峰值应力。随着变形的进行,流变应力逐渐降低至稳态值,各成分合金的峰值应力均随变形温度的升高而降低。在相同变形条件下,加入锰和稀土的合金峰值流变应力均比AZ61合金的峰值流变应力有所降低。其中,Z61+0.68wt%Mn+0.67wt%RE合金的峰值应力最低。通过计算四种成分合金的高温流变应力本构方程各参数可知,AZ61合金的热变形激活能Q最高为180.2KJ/mol,成分4合金的热变形激活能Q最低为171.4KJ/mol,可见加入锰和稀土之后能够降低合金的热变形激活能。说明加入锰和稀土之后能够使合金的塑性变形能力得到提高。各成分合金在260℃热压缩变形后组织中以孪晶为主,加入锰和稀土后的合金的孪晶尺寸比AZ61有所增加。当变形温度在300℃及其以上时,各合金中均有动态再结晶晶粒的产生。加入锰和稀土后,合金再结晶晶粒的均匀性得到明显改善。且随变形温度的增加动态再结晶程度也有所增加。结果还表明,加入锰和稀土的合金,其动态再结晶的程度要比AZ61合金的大,说明锰和稀土的加入促进了AZ61合金动态再结晶的发生。对成分4合金(AZ61+0.68wt%Mn+0.67wt%RE)和AZ61合金在380℃,1s-1时分别进行了五种真应变(ε=0.08,0.12,0.16,0.2和0.3)的热压缩变形,显微组织表明：当真应变为0.08时,AZ61合金中尚未出现再结晶晶粒,以孪晶为主,而成分4中出现了部分程度的动态再结晶,说明加入锰和稀土能够使合金的动态再结晶提前,这与真应力-真应变曲线中峰值应变的提前是相吻合的,说明锰和稀土的加入能够降低合金的变形抗力。通过透射电镜观察可知,加入锰和稀土之后,产生的Al10RE2Mn7相周围有动态再结晶晶粒的生成。其原因是Al10RE2Mn7相作为一种高温稳定相,在热变形过程中能阻碍位错运动,使位错在其周围形成位错缠结,当位错储存能增加到一定程度时,就发生了动态再结晶。动态再结晶的发生使加工硬化得到完全回复,流变应力随之降低,这正是流变应力曲线中加入锰和稀土之后合金峰值应力降低的原因,变形抗力的降低对挤压大型薄壁复杂型材具有重要意义。利用所求得的流变应力本构方程,将其代入到DEFORM-3D数值模拟软件,对四种成分合金的挤压过程进行模拟。结果表明：加入锰和稀土之后合金,其变形均匀性比AZ61合金的好。其中,成分4合金的变形均匀性最好。成分4合金热压缩变形时的再结晶分布较为均匀,组织均匀性的提高有助于变形均匀性的改善。

关键词： AZ61镁合金锰和稀土组织均匀性变形抗力数值模拟

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