mgalmnsi变形镁合金组织、性能及热变形行为的研究

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1、上海交通大学硕士学位论文Mg-Al-Mn-Si变形镁合金组织、性能及热变形行为的研究摘要本文采用光学显微镜(OM)，X射线衍射仪(XRD)，扫描电子显微镜(SEM)等分析手段，研究了Si元素对Mg-3Al-0.4Mn(AM30)合金铸态和挤压态显微组织和力学性能的影响规律；利用等温热压缩试验，获得了AM30-0.1Si和AM30-0.5Si合金的流动应力-应变曲线，构建出了这两种合金的挤压极限图，并且研究了在变形过程中两种合金的热变形行为和显微组织演变，研究结果表明：微量Si元素的添加能够细化AM30合金的晶粒。Si含

2、量的增加，合金的晶粒尺寸越小，铸态AM30合金的平均晶粒尺寸由80μm减小到AM30-1Si合金的67μm；挤压态AM30合金的晶粒尺寸由21μm减小到AM30-1Si合金的15μm。Si元素的加入会降低铸态AM30-xSi合金的力学性能，随着Si含量的增加，AM30合金抗拉强度由198Mpa降低到177Mpa，屈服强度由58Mpa降低到48Mpa，延伸率从14.3%减小到8.6%；AM30-xSi合金经过挤压变形后力学性能能够大幅的提高，Si的加入也能够进一步提高AM30-xSi合金的强度。随着Si含量的增加，强度上

3、升，塑性降低，加入1.0%Si后合金的屈服强度和抗拉强度最高，分别为190Mpa和285Mpa，增幅分别为17.3%和15%，延伸率为11.0%；挤压态AM30-xSi合金经过T5(200℃-4h)处理后，合金的力学性能基本得到了提高，为最佳时效工艺。采用双曲正弦关系描述所有应力下的AM30-xSi合金在高温塑性变形过程中流动应力、应变速率和变形温度之间的相互关系，求得的材料常数为：(1)AM30-0.1Si合金：应变硬化指数n=5.597，变形激活能Q=180KJ/mol，流动应力峰值与Z参数之间的关系为：ln[si

4、nh(aσp)]=-5.34047+0.18365lnZ。(2)AM30-0.5Si合金：应变硬化指数n=5.462，变形激活能Q=186KJ/mol，流动I上海交通大学硕士学位论文应力峰值与Z参数之间的关系为：：ln[sinh(aσp)]=-5.4739+0.18769lnZ。根据校正后的峰值应力σp和温度补偿的应变速率因子Z的关系，再结合挤压力计算公式：p=σ(0.171+1.86lnR+4mlb/db3)和温升计算公式：ΔT=σlnλ，构建3ρCp出AM30-0.1Si和AM30-0.5Si合金的挤压极限图，对比

5、可以得出Si的加入降低AM30合金的可挤压性能，但是Si的加入量对AM30合金的可挤压性能影响不大。AM30合金在加入了Si元素后，有助于促进合金在热变形过程中动态再结晶的发生，随着加入Si元素的增加，合金在较低的变形温度(200-300℃)和较快的应变速-1率(1S)下，动态再结晶越容易进行。当应变速率一定时，温度的升高有助于动态再结晶的发生及再结晶晶粒的长大；当变形温度一定时，应变速率的增大不利于动态再结晶的发生；随着变形量的增大，位错密度增大，使的动态再结晶可以进行。关键词：镁合金，AM30-xSi合金，挤压，热

6、变形行为，挤压极限图，动态再结晶II上海交通大学硕士学位论文Studyonthemicrostructure,mechanicalpropertiesandhotdeformationbehaviorofMg-Al-Mn-SiwroughtmagnesiumalloyABSTRACTBasedontheresearchofMg-3Al-0.4MnmagnesiumalloywhichdevelopedbyYingxinWang,severalwroughtmagnesiumalloyswithdifferentSico

7、ntentwerepreparedbyaddingSiintoAM30alloy.Inthispaper,theeffectofSionthemicrostructureandmechanicalpropertiesofAM30alloywerestudiedbyusingopticalmicroscopy(OM)、X-raydiffractometer(XRD)andscanningelectronmicroscopy(SEM).Theflowstress-straincurvesofAM30-0.1SiandAM3

8、0-0.5Sialloyswereobtainedbyusingisothermalhotcompressivetest;theextrusionlimitdiagramsofthesetwoalloyswereconstructed.Thehotdeformationbehaviorandmicrostructuresevolu