变形历史对AZ80+0.4%Ce镁合金时效行为的影响

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本文利用Gleeble-3500热模拟试验机对AZ80+0.4%Ce镁合金进行高温扭转试验,分别以不同冷却速率进行冷却,随后进行时效处理。扭转变形时变形量和应变速率与扭转试样半径成正比关系,拟利用该种关系研究变形历史对镁合金显微组织及织构演变规律,探究不同扭转变形参数对后期时效效果的影响规律。利用显微硬度计进行硬度测试,采用OM、SEM观察微观组织,利用EBSD检测对镁合金织构变化进行表征。合金经扭转变形后晶粒得以细化,试样横截面形成梯度组织,边缘处的平均晶粒尺寸小于心部,由于细晶强化的效果,合金的硬度值沿半径方向由心部到边缘不断增加。当变形温度为300℃时,再结晶晶粒最为细小,其尺寸随变形温度的增加而增加,硬度值随温度的降低而增加,随着温度的升高,组织越均匀。在高速率(7rad/s)下,变形组织中的细小再结晶晶粒呈带状分布,随着应变速率的降低,再结晶更完全,晶粒尺寸不断增大;冷却速率对高温(380℃)及低应变速率下扭转变形组织的影响较为显著,合金在缓冷过程中已有较多析出,较低温度及高速率(7rad/s和0.7rad/s)下的扭转变形组织对冷却速率的改变不敏感。AZ80+0.4%Ce镁合金经时效处理后,硬度值均随时效时间的增加而增加,相同时效时间下硬度值由心部到边缘不断增加,这一变化趋势随着时效时间的增加趋于平缓。不同变形温度下的第二相析出形态不相同,低温时以连续点状的析出相为主,随变形温度的增加,非连续片层状析出出现并逐渐占主导地位;合金在低应变速率下析出较快,而高应变速率的试样在时效至12h才有明显的析出。随着时效时间的增加,第二相的面积分数不断增加,且边缘及心部的第二相析出面积分数差异不断缩小至趋于一致;当连续析出以细小弥散分布在晶粒内部或非连续片层状密集生长时,镁合金的时效强化效果最为明显。在扭转变形过程中,织构相比原始态织构产生了一定程度的弱化,其中变形量越大,更多晶粒的c轴转向ED方向,而边缘区域由于再结晶织构的存在,强度高于心部;小角度晶界的比例随着温度的降低而逐渐增加,随着应变速率的增加而增加,说明合金在高温以及低应变速率下变形时再结晶程度更高。
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