Mg-Al-Mn-Si變形鎂合金組織、性能及熱變形行為的研究.pdf

1、本文采用光學(xué)顯微鏡(OM)，X 射線衍射儀(XRD)，掃描電子顯微鏡(SEM)等分析手段，研究了Si 元素對(duì)Mg-3Al-0.4Mn(AM30)合金鑄態(tài)和擠壓態(tài)顯微組織和力學(xué)性能的影響規(guī)律；利用等溫?zé)釅嚎s試驗(yàn)，獲得了AM30-0.1Si和AM30-0.5Si 合金的流動(dòng)應(yīng)力-應(yīng)變曲線，構(gòu)建出了這兩種合金的擠壓極限圖，并且研究了在變形過程中兩種合金的熱變形行為和顯微組織演變，研究結(jié)果表明： 微量Si 元素的添加能夠細(xì)化AM30 合

2、金的晶粒。Si 含量的增加，合金的晶粒尺寸越小，鑄態(tài)AM30 合金的平均晶粒尺寸由80μm 減小到AM30-1Si 合金的67μm； 擠壓態(tài)AM30 合金的晶粒尺寸由21μm 減小到AM30-1Si 合金的15μm。Si 元素的加入會(huì)降低鑄態(tài)AM30-xSi 合金的力學(xué)性能，隨著Si 含量的增加，AM30 合金抗拉強(qiáng)度由198Mpa 降低到177Mpa，屈服強(qiáng)度由58Mpa 降低到48Mpa，延伸率從14.3％減小到8.6％；A

3、M30-xSi 合金經(jīng)過擠壓變形后力學(xué)性能能夠大幅的提高，Si的加入也能夠進(jìn)一步提高AM30-xSi 合金的強(qiáng)度。隨著Si 含量的增加，強(qiáng)度上升，塑性降低，加入1.0％Si 后合金的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度最高，分別為190Mpa和285Mpa，增幅分別為17.3％和15％，延伸率為11.0％；擠壓態(tài)AM30-xSi 合金經(jīng)過T5(200℃-4h)處理后，合金的力學(xué)性能基本得到了提高，為最佳時(shí)效工藝。 采用雙曲正弦關(guān)系描述所有應(yīng)力下的

4、AM30-xSi 合金在高溫塑性變形過程中流動(dòng)應(yīng)力、應(yīng)變速率和變形溫度之間的相互關(guān)系，求得的材料常數(shù)為： (1) AM30-0.1Si 合金：應(yīng)變硬化指數(shù)n=5.597，變形激活能Q=180KJ/mol，流動(dòng)應(yīng)力峰值與Z 參數(shù)之間的關(guān)系為：ln[sinh(aσp)]=-5.34047+0.18365lnZ。 (2) AM30-0.5Si 合金：應(yīng)變硬化指數(shù)n=5.462，變形激活能Q=186KJ/mol，流動(dòng)應(yīng)力峰值與Z 參

5、數(shù)之間的關(guān)系為：ln[sinh(aσp)]=-5.4739+0.18769lnZ。 根據(jù)校正后的峰值應(yīng)力σp和溫度補(bǔ)償?shù)膽?yīng)變速率因子Z的關(guān)系，再結(jié)合擠壓力計(jì)算公式：p=σ(0.171+1.86lnR+rmlb/db√3）和溫升計(jì)算公式：△T=σlnλ/√3ρCp,構(gòu)建出AM30-0.1Si和AM30-0.5Si 合金的擠壓極限圖，對(duì)比可以得出Si的加入降低AM30合金的可擠壓性能，但是Si的加入量對(duì)AM30 合金的可擠壓性能影響