Mg-5Zn-1Mn-xSn鎂合金組織、性能及動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-20 18:11
高鋅含量的Mg-Zn-Mn系合金力學(xué)性能優(yōu)異,但其塑性加工成形性能較差。因此,探索改善其塑性加工成形性能的方法對(duì)其推廣應(yīng)用具有重要意義。近年來(lái),對(duì)Mg-Zn系合金進(jìn)行Sn合金化的研究工作受到了廣泛的關(guān)注,但關(guān)于少量Sn元素對(duì)高應(yīng)變率變形條件下Mg-Zn合金組織和性能以及其動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)制影響的報(bào)道較少。本文以Mg-5Zn-1Mn-xSn(ZM51-xSn)合金為研究對(duì)象,采用高應(yīng)變速率軋制技術(shù)制備合金板材,研究少量Sn元素(0-1.5mass%)添加對(duì)該合金板材顯微組織和力學(xué)性能的影響,并通過(guò)熱壓縮模擬實(shí)驗(yàn)深入研究少量Sn元素在高應(yīng)變速率的條件下對(duì)該合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶(Dynamic recrystallization,DRX)形核與長(zhǎng)大機(jī)制的影響。這些研究結(jié)果可以為細(xì)晶鎂合金板材組織和性能的調(diào)控提供依據(jù)。論文得到的主要結(jié)論為:(1)在高應(yīng)變速率變形過(guò)程中,高密度的位錯(cuò)誘導(dǎo)析出了大量細(xì)小彌散分布的析出相。當(dāng)Sn含量低于0.9mass%時(shí),合金中主要存在盤狀的MgZn2相和棒狀的α-Mn相,而不規(guī)則形狀的Mg2Sn相出現(xiàn)在含1.2mass%Sn及以上...
【文章來(lái)源】:湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:95 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
不同摩擦系數(shù)引起的異步軋制原理圖
這位錯(cuò)密度差異形成了驅(qū)動(dòng)晶界單向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力,從而使得晶界弓出,形成新的晶核。圖1.2 為非連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶示意圖,非連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶要求晶界具有較大的遷移能力,如果沿晶界分布有大量的析出相,那么非連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形核過(guò)程將受到明顯的阻礙作用,而且當(dāng)變形量較大時(shí),由于大角度晶界兩側(cè)的位錯(cuò)密度沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別,非連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)制也會(huì)受到阻礙,其影響因素將在§1.4.2 節(jié)中詳細(xì)說(shuō)明。Zhang Y 等[61]研究發(fā)現(xiàn),在應(yīng)變速率為 0.0015s-1時(shí),Mg-Zn-Y-Zr 合金先發(fā)生非連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,后發(fā)生連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。Wang T 等[62]在 Mg-2Zn-2Nd 合金中也發(fā)現(xiàn),在應(yīng)變速率為 0.01s-1時(shí),先通過(guò)晶界弓出發(fā)生非連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)制,隨應(yīng)變?cè)黾硬虐l(fā)生連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,而在 0.1s-1時(shí),合金中同時(shí)存在非連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)制和連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)制。Zhu S Q 等[20]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)
因此,動(dòng)態(tài)回復(fù)過(guò)程屬于該再結(jié)晶機(jī)制中形核響動(dòng)態(tài)回復(fù)的因素就是影響動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的因素。圖 1.3 為。由于變形過(guò)程中,孿晶界、三叉晶界和粗大第二相等附(如圖 1.3(a)所示),因此其附近優(yōu)先發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù),并形成晶界通過(guò)不斷吸收位錯(cuò)來(lái)增大其取向差,轉(zhuǎn)變成大角度晶包括孿晶內(nèi)通過(guò)位錯(cuò)重排形成再結(jié)晶核心,而且包括直接引起的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形核[58]。J 等[63]在 應(yīng) 變 速 率 0.001s-1~1s-1和 溫 度 300oC~500o.3Zr 合金進(jìn)行了熱壓縮模擬實(shí)驗(yàn),研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)增加應(yīng)可以增加合金中的位錯(cuò)密度,這會(huì)導(dǎo)致大量的位錯(cuò)在晶界態(tài)再結(jié)晶;同時(shí),形成變形孿晶,為連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶提供晶組織變得更為均勻。Xu S W 等[64]研究發(fā)現(xiàn),Mg-5.0Z為 350oC 的熱擠壓中主要是在原始晶界處發(fā)生連續(xù)動(dòng)態(tài)再晶相通過(guò)阻礙位錯(cuò)滑移促進(jìn)了再結(jié)晶的進(jìn)行,同時(shí)其未再形成了典型的雙峰組織,從而獲得抗拉強(qiáng)度為 363MPa 的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]擠壓溫度對(duì)Mg-6Zn-1Mn-4Sn-0.5Y鎂合金組織和性能的影響(英文)[J]. 胡光山,張丁非,唐甜,蔣璐瑤,潘復(fù)生. 稀有金屬材料與工程. 2016(05)
[2]Al含量對(duì)Fe-Mn-Al-C系低密度鋼層錯(cuò)能及形變孿晶的影響[J]. 章小峰,冷德平,張龍,黃貞益,陳光. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2015(12)
[3]鎂合金在航空領(lǐng)域應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 趙懌,董剛,趙博. 有色金屬工程. 2015(02)
[4]Sn對(duì)ZM61合金組織與性能的影響[J]. 張丁非,徐杏杏,齊福剛,朱曾濤. 稀有金屬材料與工程. 2013(05)
[5]Mg-6wt%Zn-1wt%Mn鎂合金均勻化處理研究[J]. 張丁非,方霖,段紅玲,戴慶偉. 熱加工工藝. 2011(02)
[6]Effect of Zn on mechanical property and corrosion property of extruded Mg-Zn-Mn alloy[J]. 尹冬松,張二林,曾松巖. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2008(04)
[7]快速凝固Mg-Zn-Nd合金的顯微組織及性能[J]. 謝華,羅江山,唐永建,王恩澤. 材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2007(05)
[8]鎂及鎂合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶研究進(jìn)展[J]. 劉楚明,劉子娟,朱秀榮,周海濤. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2006(01)
博士論文
[1]Sn和Ce對(duì)Mg-Zn-Mn高強(qiáng)變形鎂合金組織和性能的影響[D]. 齊福剛.重慶大學(xué) 2012
[2]中高應(yīng)變速率軋制制備超細(xì)晶鎂合金板材原理探索及相關(guān)基礎(chǔ)研究[D]. 朱素琴.湖南大學(xué) 2012
碩士論文
[1]ZK60鎂合金細(xì)晶板材軋制工藝研究[D]. 黃彪.湖南大學(xué) 2017
[2]細(xì)晶粒Mg-5Zn-1Mn-xSn鎂合金板材組織、性能及焊接行為研究[D]. 佘慶元.湖南大學(xué) 2016
[3]Mg-5Zn-1Mn鎂合金細(xì)晶板材的制備及組織性能研究[D]. 陳潮.湖南大學(xué) 2016
[4]Sn對(duì)ZM61合金組織及性能的影響[D]. 徐杏杏.重慶大學(xué) 2012
[5]ZM61鎂合金均勻化與熱變形行為的研究[D]. 段紅玲.重慶大學(xué) 2008
本文編號(hào):2928320
【文章來(lái)源】:湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:95 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
不同摩擦系數(shù)引起的異步軋制原理圖
這位錯(cuò)密度差異形成了驅(qū)動(dòng)晶界單向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力,從而使得晶界弓出,形成新的晶核。圖1.2 為非連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶示意圖,非連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶要求晶界具有較大的遷移能力,如果沿晶界分布有大量的析出相,那么非連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形核過(guò)程將受到明顯的阻礙作用,而且當(dāng)變形量較大時(shí),由于大角度晶界兩側(cè)的位錯(cuò)密度沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別,非連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)制也會(huì)受到阻礙,其影響因素將在§1.4.2 節(jié)中詳細(xì)說(shuō)明。Zhang Y 等[61]研究發(fā)現(xiàn),在應(yīng)變速率為 0.0015s-1時(shí),Mg-Zn-Y-Zr 合金先發(fā)生非連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,后發(fā)生連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。Wang T 等[62]在 Mg-2Zn-2Nd 合金中也發(fā)現(xiàn),在應(yīng)變速率為 0.01s-1時(shí),先通過(guò)晶界弓出發(fā)生非連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)制,隨應(yīng)變?cè)黾硬虐l(fā)生連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,而在 0.1s-1時(shí),合金中同時(shí)存在非連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)制和連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)制。Zhu S Q 等[20]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)
因此,動(dòng)態(tài)回復(fù)過(guò)程屬于該再結(jié)晶機(jī)制中形核響動(dòng)態(tài)回復(fù)的因素就是影響動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的因素。圖 1.3 為。由于變形過(guò)程中,孿晶界、三叉晶界和粗大第二相等附(如圖 1.3(a)所示),因此其附近優(yōu)先發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù),并形成晶界通過(guò)不斷吸收位錯(cuò)來(lái)增大其取向差,轉(zhuǎn)變成大角度晶包括孿晶內(nèi)通過(guò)位錯(cuò)重排形成再結(jié)晶核心,而且包括直接引起的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形核[58]。J 等[63]在 應(yīng) 變 速 率 0.001s-1~1s-1和 溫 度 300oC~500o.3Zr 合金進(jìn)行了熱壓縮模擬實(shí)驗(yàn),研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)增加應(yīng)可以增加合金中的位錯(cuò)密度,這會(huì)導(dǎo)致大量的位錯(cuò)在晶界態(tài)再結(jié)晶;同時(shí),形成變形孿晶,為連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶提供晶組織變得更為均勻。Xu S W 等[64]研究發(fā)現(xiàn),Mg-5.0Z為 350oC 的熱擠壓中主要是在原始晶界處發(fā)生連續(xù)動(dòng)態(tài)再晶相通過(guò)阻礙位錯(cuò)滑移促進(jìn)了再結(jié)晶的進(jìn)行,同時(shí)其未再形成了典型的雙峰組織,從而獲得抗拉強(qiáng)度為 363MPa 的
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[6]Effect of Zn on mechanical property and corrosion property of extruded Mg-Zn-Mn alloy[J]. 尹冬松,張二林,曾松巖. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2008(04)
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[8]鎂及鎂合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶研究進(jìn)展[J]. 劉楚明,劉子娟,朱秀榮,周海濤. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2006(01)
博士論文
[1]Sn和Ce對(duì)Mg-Zn-Mn高強(qiáng)變形鎂合金組織和性能的影響[D]. 齊福剛.重慶大學(xué) 2012
[2]中高應(yīng)變速率軋制制備超細(xì)晶鎂合金板材原理探索及相關(guān)基礎(chǔ)研究[D]. 朱素琴.湖南大學(xué) 2012
碩士論文
[1]ZK60鎂合金細(xì)晶板材軋制工藝研究[D]. 黃彪.湖南大學(xué) 2017
[2]細(xì)晶粒Mg-5Zn-1Mn-xSn鎂合金板材組織、性能及焊接行為研究[D]. 佘慶元.湖南大學(xué) 2016
[3]Mg-5Zn-1Mn鎂合金細(xì)晶板材的制備及組織性能研究[D]. 陳潮.湖南大學(xué) 2016
[4]Sn對(duì)ZM61合金組織及性能的影響[D]. 徐杏杏.重慶大學(xué) 2012
[5]ZM61鎂合金均勻化與熱變形行為的研究[D]. 段紅玲.重慶大學(xué) 2008
本文編號(hào):2928320
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