锑和混合稀土对az31镁合金高温变形行为的影响

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1、锑和混合稀土对AZ31镁合金高温变形行为的影响马庆波，刘胜新，李庆奎，刘俊，李双喜，关绍康，陈永（郑州大学材料科学与工程学院，河南郑州450002）摘要:借助Gleeble-1500D型热模拟试验机，研究了锑和混合稀土对AZ31镁合金在不同温度下(260～420℃)的热压缩流变应力和动态再结晶的影响。结果表明：AZ31镁合金的变形抗力随变形温度的升高逐渐减小；分别加入1%RE和1%Sb后，其变形抗力显著增大，同时有效促进了热变形过程中的动态再结晶。关键词:锑；混合稀土；AZ31；流变应力，动态再结晶中图分

2、类号：EffectofAntimonyandRareearthonHotDeformationBehaviorofAZ31MagnesiumAlloyQing-boMA,Sheng-xinLIU,Qing-kuiLI,JunLIU,Shuang-xiLI,Shao-kangGUANandYongCHEN(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450002,China)Abstract:Theeffectofa

3、ntimonyandrareearthontheflowstressanddynamicrecrystallizationofAZ31magnesiumalloyatdifferenttemperature(260-420℃)wasinvestigatedbyhotcompressiontestingonaGleeble-1500Dthermalsimulator.Theresultsindicatedthattheresistanceofdeformationwasdecreasedbytheeleva

4、tionofdeformationtemperature;atthesametemperature,theadditionsof1%REand1%SbtotheAZ31magnesiumcouldimprovetheresistanceobviouslyandacceleratethedynamicalrecrystalizationeffectively.Keywords:Antimony;rareearth;AZ31;flowstress;dynamicrecrystallization1引言镁及镁合

5、金是迄今在工程应用中最轻的金属结构材料，具有高的比强度、比刚度，尺寸稳定性高，阻尼减震性能好，机械加工方便，尤其易于回收利用，具有环保特性，被誉为“21世纪绿色工程金属结构材料”，在列车、汽车、电子、电器、通讯、航空、航天等领域具有广阔的应用前景。[1]目前，工业发达国家已大力着手高性能变形镁合金加工材的研究与开发。由于镁和多数镁合金为密排六方结构，滑移系较少，因此，其塑性加工性能较差，制约了高性能镁合金加工材的开发与应用。前期实验表明在AZ31镁合金中加入一定量的锑和混合稀土可以有效改善其铸态组织和力学

6、[2-3]性能。在此基础上，本文通过高温热压缩变形的模拟实验，研究锑和混合稀土对AZ31镁合金在不同温度下应力应变关系和动态再结晶的影响。2实验材料与实验方法81试验所用的AZ31镁合金由纯镁、纯铝、纯锌和Al-10%Mn中间合金熔炼而成，再添加微量Sb和富Ce混合稀土(RE)，其具体化学成分见表1。表1试验用合金的化学成分w(%)Tab.1ChemicalCompositionofalloys(massfraction,%)合金AlMnZnRESbMgAZ313.20.30.8--余量AZ31+1.0R

7、E3.20.30.81.0-余量AZ31+1.0RE+1.0Sb3.20.30.81.01.0余量采用钢质坩埚电阻炉进行熔炼，熔炼温度为720-780℃，经变质、精炼后浇注。熔炼、浇注过程均在含2%SF6的CO2气氛保护下进行，经400℃×12h的均匀化处理后精车成φ10mm×15mm的热模拟试样。在Gleeble-1500D试验机上对三种合金成分进行单向热压缩实验，压缩温度分别为260℃、300℃、340℃、380℃和420℃，最大工程应变量为70%，试验工艺如图1所示。在加热温度为380℃模拟过程中，

8、3种合金分别在保温结束及应变量为70%时水淬取样，获得金相试样，以研究锑和混合稀土对合金热压缩过程中的动态再结晶的影响规律和组织变化。腐蚀液为浓度为3%的苦味酸—乙酸水溶液，利用OlympusBH2-UMA金相采集系统观察试样金相组织。保温3分钟保温1分钟420℃水温度380℃Rh=10快速340℃℃/S降温淬300℃260℃变形速率为0.1mm/s时间图1热压缩实验模拟工艺Fig.1Simulatingprocessingo