Mg-Sn基合金的压缩变形行为及其变形机制的研究

发布时间：2017-06-03 23:16

  本文关键词：Mg-Sn基合金的压缩变形行为及其变形机制的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文通过常规金属模铸造法制备出Mg-8Sn-1Zn-xTi(x=0,0.09,0.16 wt%)和Mg-8Sn-1Al-1Zn(TAZ811)合金,研究了微量Ti元素的添加对Mg-8Sn-1Zn合金显微组织和力学性能的影响。对均质处理态的TAZ811合金进行了热压缩实验,探索了其高温流变变形规律,同时基于动态材料模型绘制了合金在真应变为0.5时的热加工图,得出了合金的最佳热加工工艺参数;并结合合金在不同变形条件下显微组织的演变规律,确定了其动态再结晶机制。此外,采用透射电镜(TEM)和背散射电子衍射(EBSD)研究了均质处理态TAZ811合金在不同应变下的显微组织、织构以及析出的第二相的演变规律。研究结果表明:适量Ti元素的加入可以有效的细化合金的二次枝晶间距。Mg-8Sn-1Zn-x Ti(x=0,0.09,0.16 wt%)合金的拉伸强度随着Ti含量的添加先增加而后减小,当合金中Ti元素的质量分数为0.09%,合金表现出最优良的拉伸性能。拉伸性能的提高主要是由于合金中二次枝晶间距和Mg_2Sn第二相尺寸的减小以及Sn元素偏聚区的体积分数的增加。均质处理态TAZ811合金的高温热压缩变形研究结果表明:当真应变固定时,均质处理态TAZ811合金的峰值流变应力和稳态流变应力均随着加工温度(T)的升高或应变速率(e)的降低而减小。利用双曲正弦函数模型得到了均质处理态TAZ811合金的变形平均激活能(Q)和应力因子敏感系数(n)的值分别为187.2 kJ/mol和10.74,其主要的变形机制为位错攀移机制。均质处理态TAZ811合金的最佳热加工区间为T=623-673 K,e=0.33-3.3 s-1。其中,当加工温度T=673K,加工速率e=0.001s-1时,在加工图中对应的功率耗散效率(η)值达到最大,其值为20%。非稳定区域主要出现在温度为T=523-598 K和e=0.33-0.66 s-1的区域内。此外,研究了当应变量?=0.5,应变速率e=0.33s-1时,合金在不同温度下变形的动态再结晶机制。结果表明,在较低的温度下(523K和573K),动态再结晶机制主要为孪晶诱发动态再结晶(TDRX)和TDRX+连续动态再结晶(CDRX),而在高温下动态再结晶机制主要为CDRX。均质处理态的TAZ811合金在压缩过程中显微组织的演变、织构的形成以及Mg_2Sn第二相的动态析出都与变形量有着密切的联系。变形量越大,动态再结晶发生的越充分,且动态再结晶晶粒尺寸随着应变量的增大而减小。此外,Mg_2Sn第二相的动态析出优先于动态再结晶的产生。当应变量为0.3时,析出的第二相主要位于新形成的动态再结晶晶界处;当应变量达到0.7时,在动态再结晶的晶界和晶内都分布着大量的析出第二相。均质处理态TAZ811合金在不同的应变下的织构都为(0001)基面织构,且当应变量为0.1,0.3,0.7时,其织构强度的最大值分别为28.83,25.24和11.85。
【关键词】：Mg-Sn基合金 高温压缩 加工图 DRX机制 显微组织 动态析出
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG292;TG146.22
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-29
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义11-12
• 1.2 镁的合金化12-13
• 1.3 镁合金的强化机制13-15
• 1.4 镁合金的变形15-22
• 1.4.1 镁合金塑性变形机制15-17
• 1.4.2 动态再结晶机制17-22
• 1.5 加工图理论及其应用22-23
• 1.6 本文的主要研究内容23-24
• 参考文献24-29
• 第二章 实验材料与实验方法29-35
• 2.1 实验设计29-30
• 2.1.1 合金成分29
• 2.1.2 技术路线29-30
• 2.2 实验方法30-32
• 2.2.1 合金熔炼30-32
• 2.2.2 均质处理32
• 2.2.3 热压缩实验32
• 2.3 组织分析32-34
• 2.3.1 金相分析（OM）32-33
• 2.3.2 X射线衍射分析（XRD）33
• 2.3.3 扫描电镜分析 (SEM)33
• 2.3.4 透射电镜分析 (TEM)33
• 2.3.5 背散射电子衍射分析 (EBSD)33-34
• 2.4 力学性能测试34-35
• 第三章 微量 Ti 元素的添加对 Mg-8Sn-1Zn 基合金拉伸性能的影35-47
• 3.1 引言35
• 3.2 Mg-8Sn-1Zn-xTi合金材料的组织与力学性能35-40
• 3.2.1 Mg-8Sn-1Zn-xTi合金的显微组织35-39
• 3.2.2 Mg-8Sn-1Zn-xTi合金的拉伸性能39-40
• 3.3 Mg-8Sn-1Zn-xTi合金的拉伸后的断口形貌及其断裂机制40-42
• 3.4 Mg-Al, Mg-Zn和Mg-Sn基合金拉伸性能对比42-43
• 3.5 本章小结43-44
• 参考论文44-47
• 第四章 均质处理态TAZ811合金的热压缩变形行为47-63
• 4.1 引言47
• 4.2 均质处理态TAZ811合金的流变应力行为47-49
• 4.2.1 温度和应变速率对均质处理态TAZ811合金的真应力-应变曲线的影响47-49
• 4.3 均质处理态TAZ811合金高温压缩变形的动力学分析49-52
• 4.3.1 均质处理态TAZ811合金基于双曲正弦函数模型的本构分析49-52
• 4.3.2 均质处理态TAZ811合金的高温压缩变形的真激活能及变形机制52
• 4.4 均质处理态TAZ811的加工图52-58
• 4.4.1 加工图的绘制52-53
• 4.4.2 均质处理态TAZ811合金加工图的分析和显微组织验证53-58
• 4.5 本章小结58-59
• 参考文献59-63
• 第五章 均质处理态 TAZ811 合金在不同的应变下织构和析出第二63-71
• 5.1 引言63
• 5.2 合金的组织演变63-64
• 5.3 动态析出及其对动态再结晶的影响64-65
• 5.4 织构的形成及其对动态再结晶的影响65-68
• 5.5 本章小结68-69
• 参考文献69-71
• 第六章 结论71-73
• 攻读硕士期间发表的论文73-75
• 致谢75

【相似文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 田权伟;Mg-Sn基合金的压缩变形行为及其变形机制的研究[D];太原理工大学;2016年

2 侯理达;不同挤压比对Mg-Sn系合金组织与性能的影响[D];哈尔滨工程大学;2011年

  本文关键词：Mg-Sn基合金的压缩变形行为及其变形机制的研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：419473