往復(fù)擠壓Mg-Gd二元合金強(qiáng)化機(jī)制研究.pdf

1、本文以 Mg-1Gd（0.73wt.％Gd），Mg-4Gd（3.62wt.%Gd）二元合金和純鎂為研究對象，采用金相顯微技術(shù)（OM）、電子背散射技術(shù)（EBSD）、掃描電子顯微技術(shù)（SEM）和室溫拉伸試驗(yàn)研究了晶粒尺寸，位向角，織構(gòu)類型和強(qiáng)度等隨著往復(fù)擠壓道次和溫度的演變規(guī)律；探討了晶粒尺寸，織構(gòu)類型以及稀土元素（Gd）對往復(fù)擠壓鎂合金的強(qiáng)塑性的影響規(guī)律，獲得如下結(jié)果：
　　細(xì)晶強(qiáng)化是鎂及鎂合金往復(fù)擠壓后性能提高的主要原因之一。純鎂

2、在350℃往復(fù)擠壓2道次后，組織均勻，晶粒尺寸由約2×5mm的柱狀晶下降為50μm左右的等軸晶，屈服強(qiáng)度由初始的12MPa提高到60MPa，隨著往復(fù)擠壓溫度的下降，晶粒尺寸顯著降低，屈服強(qiáng)度明顯提高，不同溫度（250℃，350℃，450℃）下往復(fù)擠壓2道次的純鎂其屈服強(qiáng)度和晶粒尺寸之間滿足 Hall-Petch關(guān)系，可表述為σs=5.4+338.6d?1/2。
　　Mg-Gd二元合金350℃往復(fù)擠壓2道次后，組織由粗大的拉長晶粒和

3、細(xì)小的再結(jié)晶晶粒共同組成，Mg-1Gd和Mg-4Gd合金的平均晶粒度分別為12μm和10μm左右。隨著往復(fù)擠壓道次的增加，組織均勻性增加，晶粒進(jìn)一步細(xì)化，屈服強(qiáng)度和延伸率均顯著上升。當(dāng)擠壓道次增加到8時，Mg-Gd合金中組織以細(xì)小的再結(jié)晶晶粒為主，Mg-1Gd和Mg-4Gd合金的平均晶粒尺寸分布降為2μm和1.5μm，屈服強(qiáng)度分別由初始狀態(tài)的20MPa和30MPa提高到181MPa和240MPa。在350℃下往復(fù)擠壓2,4,8道次的Mg

4、-1Gd和Mg-4Gd合金的屈服強(qiáng)度和晶粒尺寸之間分別滿足σs=135.3+61.3d?12和σs=118.2+144.4d?1/2。
　　織構(gòu)的類型和強(qiáng)度對往復(fù)擠壓鎂合金強(qiáng)韌化的有著重要影響。經(jīng)350℃往復(fù)擠壓后，隨著擠壓道次的增加，純鎂的晶粒尺寸無明顯變化，而屈服強(qiáng)度隨道次增加而下降，延伸率隨之上升，這主要是由織構(gòu)的軟化引起的。隨往復(fù)擠壓道次的增加，純鎂的織構(gòu)強(qiáng)度增加，其{0001}基面與擠壓方向的夾角由25°逐漸轉(zhuǎn)到40°左

5、右，基面滑移系的Schmid因子和織構(gòu)強(qiáng)度呈正相關(guān)，使得基面滑移隨道次的增加而變得容易。350℃往復(fù)擠壓后，Mg-1Gd合金呈現(xiàn)基面與擠壓方向成40°~60°的夾角的織構(gòu)。其基面滑移系的Schmid因子和織構(gòu)強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)，織構(gòu)的強(qiáng)度增強(qiáng)，基面滑移變得困難，導(dǎo)致材料的屈服強(qiáng)度上升而延伸率下降。Mg-1Gd合金在往復(fù)擠壓4道次后，其組織較2道次時顯著細(xì)化，而延伸率卻較后者出現(xiàn)下降，主要是由于變形4道次后，織構(gòu)強(qiáng)度增強(qiáng)，基面滑移系的Schmi