Mg-Li-Zn-RE合金热变形行为研究

论文摘要

利用热压缩实验研究了挤压态Mg-Li-Zn-RE合金的热变形行为。分析了合金的流变应力变化规律,分别用幂函数、指数函数和双曲正弦函数建立合金的热变形流变应力本构方程,绘制了合金的热加工图,分析了合金热变形后的组织演化特点。实验合金由α-Mg相、β-Li相和稀土化合物相组成。挤压变形后,合金中各相均沿变形方向呈流线分布,β相发生完全动态再结晶,α相未发生动态再结晶,稀土化合物相主要分布在α/β相界面处和β相中。实验合金的室温强度较高（σ0.2=256MPa,σb=260MPa）,延伸率δ=14%。合金的流变应力曲线表现出动态再结晶的特征。利用幂函数关系和指数函数关系拟合流变应力方程误差较大,而双曲正弦函数可以较好的描述合金的热变形行为。合金的应力指数n随温度的升高而增大,变形机制为位错的攀移。平均热变形激活能较高（约148kJ/mol）,热变形激活能随温度升高和应变速率提高而增大,但是当应变速率为ε=10s-1时,热变形激活能与应变速率为ε=0.01s-1时一致。热加工图显示合金的热加工性能在实验条件下均较好,存在三个峰值效率区域,流变失稳区域中没有发现有裂纹、孔洞、流变失稳带等失稳现象存在。合金的热加工最优参数是250℃/10s-1和250℃/0.001s-1。实验合金中β相在所有的变形条件下都迅速发生了动态再结晶,α相动态再结晶随应变速率升高和温度的降低而进行得不充分,再结晶晶粒在稀土相、α/β相界面、晶界等处形成。晶粒尺寸随应变速率的减小和温度的升高而增大,但在400-450℃温度α相的平均晶粒尺寸随温度升高反而减小。稀土相和α相促进了β相的动态再结晶过程,而α相的动态再结晶则被抑制。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 Mg-Li合金发展概况
• 1.2.1 Mg-Li二元合金
• 1.2.2 合金元素在Mg-Li合金中的作用
• 1.3 Mg-Li系合金的研究进展
• 1.4 Mg-Li系合金的应用
• 1.5 本文研究内容及意义
• 第2章 实验材料和方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验和分析方法
• 2.2.1 室温力学性能测试
• 2.2.2 热压缩实验
• 2.2.3 显微组织观察
• 2.2.4 真应力-真变曲线
• 2.2.5 热变形方程
• 2.2.6 热加工图的建立
• 2.3 本章小结
• 第3章 挤压合金的显微组织和室温力学性能
• 3.1 合金的显微组织分析
• 3.2 合金的室温力学性能
• 3.3 本章小节
• 第4章 合金的热变形动力学分析
• 4.1 流变应力曲线分析
• 4.1.1 真应力-真应变曲线
• 4.1.2 变形条件对流变应力峰值的影响
• 4.2 热变形流变应力本构方程的建立
• 4.2.1 幂函数关系
• 4.2.2 指数函数关系
• 4.2.3 双曲正弦函数关系
• 4.2.4 流变应力本构方程的探讨
• 4.3 应力指数和热变形激活能
• 4.3.1 应力指数
• 4.3.2 热变形激活能
• 4.4 本章小节
• 第5章 合金的热加工图分析
• 5.1 热加工图的建立
• 5.1.1 能量耗散图
• 5.1.2 失稳图
• 5.1.3 热加工图
• 5.2 热加工图分析
• 5.3 本章小结
• 第6章 热变形后的组织演化
• 6.1 热压缩变形后显微组织观察
• 6.2 晶粒尺寸分析
• 6.3 动态再结晶特点分析
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢