Mg-Gd-(Y)合金中溶質(zhì)拖曳效應(yīng)對(duì)織構(gòu)演變及力學(xué)性能的影響

1、Mg-Gd-(Y) 合金中溶質(zhì)拖曳效應(yīng)對(duì)織構(gòu)演變及力學(xué)性能的影響鎂合金中基面滑移和孿生是主要的變形模式 , 這是鎂合金中形成強(qiáng)織構(gòu)的原 因。研究表明稀土的添加可以有效的弱化織構(gòu) , 從而提高鎂合金的成形性能。但鎂稀土合金的織構(gòu)演變依然依賴于合金元素匹配及熱加工工藝。 開展鎂合 金織構(gòu)弱化機(jī)理的研究尤為重要。目前有關(guān)鎂稀土合金織構(gòu)弱化機(jī)理的討論主要聚焦于稀土溶質(zhì)原子的拖曳效應(yīng)。而且溶質(zhì)原子對(duì)位錯(cuò)的拖曳會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效 (DSA)效應(yīng),而DSA效應(yīng)的 表現(xiàn)為拉伸曲線上的鋸齒狀波動(dòng)。所以, 稀土溶質(zhì)的拖曳效應(yīng)會(huì)對(duì)鎂合金的織構(gòu)演變和力學(xué)性能產(chǎn)生影響。但 有關(guān)于鎂合金中溶質(zhì)拖曳效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究非常缺乏。

2、本文采用電子背散射衍射分析(EBSD)高角度環(huán)形暗場(chǎng)掃描透射電鏡 (HAADF-STEM和高溫拉伸實(shí)驗(yàn)手段研究 Mg-Gd-(Y)合金中的溶質(zhì)拖曳效應(yīng)對(duì)織 構(gòu)演變和力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明：相同變形條件下，Mg-1wt.%Gd合金中 有較多的剪切帶,織構(gòu)也比對(duì)比合金AZ31的織構(gòu)弱。不同溫度反擠壓的 Mg-1wt.%Gd樣品的EBSD結(jié)果表明Mg-1wt.%Gc在400C 反擠壓第一次出現(xiàn)了稀土織構(gòu) &t;2111 >。針對(duì)Mg-1wt.%Gd合金中出現(xiàn)稀土 織構(gòu)<2111 > 擠壓方向(ED)的樣品,利用HAADF-STE表征,發(fā)現(xiàn)了大量的 <c+a>非基面

3、位錯(cuò)開動(dòng),并且在剪切帶內(nèi)的小角度晶界附近,發(fā)現(xiàn)Gd原子 在伯氏矢量為 1/3<1120> 的位錯(cuò)上偏聚。溶質(zhì)原子在基面位錯(cuò)上的偏聚 , 對(duì)基面位錯(cuò)產(chǎn)生拖曳作用 , 阻礙基面位錯(cuò)的 滑移,增加非基面滑移的比例，增強(qiáng)了 Mg-1wt.%Gd合金的協(xié)調(diào)性變形,最終有效弱化合金織構(gòu)。Mg-2wt.%Gc和GW83(Mg-8wt.%Gd-3wt.%Y合金的高溫拉伸結(jié)果表伸應(yīng)力應(yīng)變曲線出現(xiàn)了鋸齒狀的波動(dòng)，這是典型的DSA效應(yīng)的表現(xiàn)，這一效應(yīng)是 在變形溫度和應(yīng)變速度匹配的加工窗口 ,位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)與溶質(zhì)原子偏聚的交互作用導(dǎo) 致的結(jié)果。室溫下由于稀土溶質(zhì)原子擴(kuò)散速度很慢 , 溶質(zhì)原子與位錯(cuò)交互作用不明顯 , 所以沒(méi)有出現(xiàn)DSA效應(yīng)。而在較高溫度,稀土溶質(zhì)原子與位錯(cuò)的交互作用增強(qiáng), 溶質(zhì)原子的偏聚對(duì)位錯(cuò)產(chǎn)生拖曳力,出現(xiàn)了明顯的DSA效應(yīng)。GW8出現(xiàn)DSA效應(yīng)的起始溫度為150C,比Mg-2wt.%Gd的200E要低。同 時(shí),GW83合金在高溫拉伸時(shí)，相比于150C變形，在200E