搓動(dòng)剪切作用下Mg--3Sn--Mn合金連續(xù)流變軋制成形.pdf

1、本論文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目和重點(diǎn)項(xiàng)目(資助號(hào):50974038，51034002)，研究了Mg-3Sn-Mn合金搓動(dòng)剪切作用下連續(xù)流變軋制成形技術(shù)。設(shè)計(jì)和完善了實(shí)驗(yàn)設(shè)備，優(yōu)化了工藝;分析了搓動(dòng)剪切作用下連續(xù)流變軋制成形過(guò)程力能參數(shù);研究了搓動(dòng)剪切作用下Mg-3Sn-Mn合金連續(xù)流變軋制成形過(guò)程組織形成機(jī)理;對(duì)搓動(dòng)剪切作用下連續(xù)流變軋制成形制備的Mg-3Sn-Mn合金板材進(jìn)行了二次軋制與熱處理，研究了二次軋制及熱處理后Mg-3Sn

2、-Mn合金板材的組織性能。獲得了以下主要結(jié)果:
　　(1)提出了搓動(dòng)剪切作用下連續(xù)流變軋制成形基本原理，設(shè)計(jì)了搓動(dòng)剪切作用下連續(xù)流變軋制成形實(shí)驗(yàn)機(jī)，建立了Mg-3Sn-Mn合金搓動(dòng)剪切作用下連續(xù)流變軋制成形工藝。
　　(2)建立了連續(xù)流變軋制成形矩形孔型中單位軋制壓力分布的計(jì)算模型，分析了軋制工藝參數(shù)對(duì)單位軋制壓力分布的影響規(guī)律。連續(xù)流變軋制成形板材厚度越小，寬度越窄，單位軋制壓力峰值和平均單位軋制壓力越大;隨著板材厚度減小

3、，單位軋制壓力峰值向出口移動(dòng);隨著板材寬度減小，單位軋制壓力峰值向入口移動(dòng);隨著工作輥半徑增大，單位軋制壓力峰值和平均軋制壓力增大，峰值向出口偏移。
　　(3)獲得了工藝參數(shù)對(duì)搓動(dòng)剪切作用下Mg-3Sn-Mn合金連續(xù)流變軋制成形組織的影響規(guī)律，優(yōu)化了工藝參數(shù)。澆注溫度在690℃～730℃范圍內(nèi)，隨著澆注溫度降低，制品邊部柱狀晶區(qū)增大，中心等軸晶區(qū)減小，等軸晶區(qū)的初生相α-Mg增多并且逐漸球化;工作輥轉(zhuǎn)速在0.052m·s-1～0.

4、087 m·s-1范圍內(nèi)，隨著工作輥轉(zhuǎn)速減小，制品邊部柱狀晶區(qū)減小，中心等軸晶區(qū)增大。澆注溫度為690℃，工作輥轉(zhuǎn)速為0.052m·s-1時(shí)，獲得了表面質(zhì)量和內(nèi)部組織較好的Mg-3Sn-Mn合金板材。
　　(4)分析了搓動(dòng)剪切作用下Mg-3Sn-Mn合金連續(xù)流變軋制成形過(guò)程中組織形成機(jī)理。合金熔體首先在輥-靴表面異質(zhì)形核，靠近輥-靴表面的合金冷卻速度較快過(guò)冷度較大，利于晶體以枝晶方式長(zhǎng)大。在工作輥的剪切攪拌作用下，合金中心的熔體散

5、熱方向不明顯，溶質(zhì)分布均勻，利于晶體直接球形長(zhǎng)大。在枝晶臂剪切斷裂機(jī)制和枝晶臂熔斷機(jī)制作用下枝晶逐漸被破碎球化。
　　(5)通過(guò)對(duì)搓動(dòng)剪切作用下連續(xù)流變軋制成形制備的Mg-3Sn-Mn合金板材進(jìn)行二次軋制與熱處理，獲得了性能優(yōu)良Mg-3 Sn-Mn合金板材。對(duì)二次軋制板材進(jìn)行固溶時(shí)效處理，隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)，第二相由晶界析出逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫?nèi)析出;隨著時(shí)效溫度升高，第二相析出速度增加，晶粒容易粗化。二次軋制后Mg-3Sn-Mn合金板材43