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稀土元素 弱化鎂合金變形織構(gòu)-壓鑄展-鑄造展-2016第十七屆廣州國際壓鑄、鑄造及工業(yè)爐展覽會(huì)-中國最受關(guān)注的壓鑄鑄造展會(huì)-巨浪展覽-The 17th Guangzhou Die-casting, Foundry & Industry Furnace Exhibition 2015年12月25日 壓鑄展-鑄造展- Die-casting expo-foundry expo |
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通過微合金化或引入合金成分,在鎂合金變形過程中可以得到弱化的鎂合金的基面織構(gòu),影響材料的組織和力學(xué)性能。
RE等合金元素對織構(gòu)的弱化作用主要是通過影響再結(jié)晶過程產(chǎn)生的。
鎂合金變形過程中的再結(jié)晶形核機(jī)制有:晶界凸出 (Grain Boundary Bulging) 形核、亞晶界融合(Subgrain Migration)、孿晶 ( Deformation Twins ) 形核、粒子刺激形核(Particles Simulated Nucleation,PSN)和剪切帶形核(Shear Band Nucleation)等。前兩種機(jī)制產(chǎn)生的DRX晶粒取向與變形后基體的基面取向一致,而后三種機(jī)制產(chǎn)生的DRX晶粒與基體不同。
特別是粒子刺激形核(PSN)形核機(jī)制可以使新的晶粒與原始晶粒之間的取向關(guān)系更加隨機(jī)化,導(dǎo)致DRX區(qū)域的織構(gòu)顯著弱于原來的變形基面織構(gòu),從而使添加RE元素的鎂合金變形后基面織構(gòu)弱于未添加RE的鎂合金。變形后的基面織構(gòu)弱化,可以改善鎂合金的各向異性和室溫變形能力。
RE元素對鎂合金變形過程有如下作用:
(1)含RE化合物具有高熔點(diǎn),熱穩(wěn)定性,可以限制晶粒生長,細(xì)化晶粒并對β-Mg17Al12的形態(tài)或大小產(chǎn)生影響;
(2)RE元素使滑移系和孿生系的激活能量改變,從而影響織構(gòu)強(qiáng)度和取向?qū)е潞辖饛?qiáng)度和塑性改變;
(3)RE形成的化合物能促進(jìn)變形過程中的DRX,為DRX形核提供更多的渠道,通過PSN機(jī)制可以弱化基面織構(gòu);
(4)RE元素的溶質(zhì)拖拽作用可以影響晶界移動(dòng)、晶粒取向和再結(jié)晶機(jī)制,從而影響材料織構(gòu);
(5)RE元素固溶于鎂合金中可以改變周圍各原子間的鍵能,從而改變基面和非基面滑移的層錯(cuò)能和CRSS,有利于非基面滑移啟動(dòng)。
(6)添加合金元素會(huì)出現(xiàn)一種新的<11-21>非基面織構(gòu)組分,稱為RE-織構(gòu),它的存在改變了晶粒的取向,提高了室溫延展性改善了各向異性。
其中:
Y釔可以弱化鎂合金變形后的基面織構(gòu)。在Mg中加入Y后,材料的晶體變形變得較均勻,啟動(dòng)更多的非基面滑移;
Ce釹可以通過增加室溫下非基面滑移活動(dòng)提高鎂合金的延展性,Ce含量低時(shí)第二相數(shù)量很少但是織構(gòu)弱化明顯;
添加少量的Nd釹在軋制過程中由于激活了非基面滑移,這有利于回復(fù)過程位錯(cuò)再排列,但降低了基體中的畸變能,從而加速回復(fù)過程但是推遲了再結(jié)晶;
低含量的Gd釓對Mg-Gd二元合金的再結(jié)晶行為影響很大,可以明顯細(xì)化變形和退火后的晶粒;軋制加退火后的再結(jié)晶織構(gòu)隨Gd的加入顯著弱化,濃度較小時(shí)(小于1 wt%)織構(gòu)弱化明顯;
Sr鍶是一種有效的晶粒細(xì)化用微合金化元素,而且對鎂合金中的合金相(如β-Mg17Al12)也已發(fā)現(xiàn)存在明顯的變質(zhì)或細(xì)化作用。添加Sr元素的鎂合金中,高含量(350℃時(shí)>0.2 wt%)的Sr通過PSN機(jī)制弱化織構(gòu),但低含量的Sr弱化織構(gòu)的作用。
壓鑄展-鑄造展-2016第十七屆廣州國際壓鑄、鑄造及工業(yè)爐展覽會(huì)-中國最受關(guān)注的壓鑄鑄造展會(huì)-巨浪展覽-The 17th Guangzhou Die-casting, Foundry & Industry Furnace Exhibition
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