变形Mg-1.5Zn-0.2Gd合金退火过程中组织与织构演变过程.pdf

２０１４年７月—第７期第４４４９页材料工Ｊｏｕｒｎａ１ｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ程ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｕｌｙ２０１４—Ｎｏ．７ＰＰ．４４４９变形Ｍｇ一１．５Ｚｎ一０．２Ｇｄ合金退火过程中组织与织构演变过程ＥｖｏｌｕｔｉｏｎｓｏｆＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＴｅｘｔｕｒｅｏｆＲｏｌｌｅｄＭｇ一１．５Ｚｎ一０．２ＧｄＡｌｌｏｙＤｕｒｉｎｇＨｏｔＲｏｌｌｅｄａｎｄＳｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙＡｎｎｅａｌｅｄ蔡正旭，唐荻，江海涛，马昭（北京科技大学高效轧制国家工程研究中心，北京１０００８３）——ＣＡＩＺｈｅｎｇＸＵ，ＴＡＮＧＤｉ，ＪＩＡＮＧＨａｌｔａｏ，ＭＡＺｈａｏ（ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＲｏｌｌｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）摘要：研究了变形Ｍｇ一１．５Ｚｎ－０．２Ｇｄ合金在热轧和退火过程中的显微组织、织构以及室温成形性能。结果表明：Ｍｇ一１．５Ｚｎ－０．２Ｇｄ合金经过热轧、退火后，其织构得到明显弱化并且沿着ＴＤ方向发生分裂，使得合金在室温下具有较高的℃断后伸长率和成形能力。４５０热轧后合金的基面织构强度最大值为３．４，ＲＤ方向上伸长率仅为６．７；然而，合金经过℃３５０／６０ｍｉｎ退火后基面织构强度明显降低，最大值仅为２．３，并且基面织构沿着ＴＤ方向发生分裂，ＲＤ方向上伸长率达到２６．７。ＥＢＳＤ研究表明，稀土Ｇｄ元素溶人合金中，阻碍了热轧过程中动态再结晶的发生，在随后的退火过程中，非基面取向晶粒在原始大角度晶界位置形核长大，这是Ｍｇ一１．５Ｚｎ一０．２Ｇｄ合金织构得到优化的关键原因。关键词：镁合金；织构；再结晶；Ｇｄ—ｄｏｉ：１０．１１８６８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１４３８１．２０１４．０７．００９中图分类号：ＴＧ１４６．２文献标识码：Ａ———文章编号：１００１４３８１（２０１４）０７００４４０６—Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｅｘｔｕｒｅａｎｄｓｔｒｅｔｃｈｆｏｒｍａｂｉｌｉｔｙｏｆｒｏｌｌｅｄＭｇ１．５Ｚｎ－０．２Ｇｄａｌｌｏｙｄｕｒｉｎｇｈｏｔｒｏｌｌｉｎｇａｎｄｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙａｎｎｅａｌｉｎｇｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔＭｇ一１．５Ｚｎ一０．２Ｇｄａｌｌｏｙ—ａｆｔｅｒｈｏｔｒｏｌｌｉｎｇａｎｄａｎｎｅａｌｉｎｇｅｘｈｉｂｉｔｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｅｌｏｎｇａｔｉｏｎａｎｄｈｉｇｈｓｔｒｅｔｃｈｆｏｒｍａｂｉｌｉｔｙ，ｗｈｉｃｈｉｓａｔ℃ｔｒｉｂｕｔｅｄｔｏｔｈｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｉｎｂａｓａｌｔｅｘｔｕｒｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙａｎｄｔｈｅｓｐｌｉｔｏｆｂａｓａｌｐｌａｎｅ．Ａｆｔｅｒｒｏｌｌｉｎｇａｔ４５０，—ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｔｅｘｔｕｒｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆｔｈｅａｌｌｏｙｉｓ３．４ａｎｄｔｈｅｅｌｏｎｇａｔｉｏｎｉｓ６．７ｉｎＲＤｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ａｆｔｅｒａｎｎｅａｌｉｎｇａｔ３５０。Ｃｆｏｒ６０ｍｉｎ，ｔｈｅｔｅｘｔｕｒｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆｔｈｅａｌｌｏｙｄｅｃｒｅａｓｅｓａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉＳ２．３。ａｎｄｂａｓａｌｔｅｘｔｕｒｅｉＳｔｉｌｔｅｄｆｒｏｍＴＤ。ｗｈｉｃｈｒｅｓｕｌｔｉｎｔｈｅｅｌｏｎｇａｔｉｏｎｉｎｃｒｅａｓｅｓｔｏ—２６．７９／６ｉｎＲＤｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．ＥＢＳＤａｎａｌｙｓｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＧｄｈｉｎｄｅｒｓｄｙｎａｍｉｃｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａ—ｔｉｏｎ（ＤＲＸ）ｄｕｒｉｎｇｈｏｔｒｏｌｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．ＴｈｅｎｕｃｌｅａｔｉｏｎａｎｄｇｒｏｗｔｈｏｆｎｏｎｂａｓａｌｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｇｒａｉｎｓＯＣ～ｃｕｒａｔｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｈｉｇｈａｎｇｌｅｇｒａｉｎｂｏｕｎｄａｒｉｅｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔａｎｎｅａｌｉｎｇ，ｗｈｉｃｈｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒ～ｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅｗｅａｋｅｎｅｄｂａｓａｌｔｅｘｔｕｒｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆｔｈｅＭｇ一１．５Ｚｎ一０．２Ｇｄａｌｌｏｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙ；ｔｅｘｔｕｒｅ；ｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ；Ｇｄ镁合金具有低的密度（１．７３ｇ／ｃｍ。）、高的比强度和优异的减震降噪效果，在航空航天、交通、家电等领域具有广阔的应用前景＿１］。通过先进轧制技术生产出高性能的镁合金可以使镁合金的应用前景更加广阔。然而，镁合金具有密排六方晶体结构，在室温变形条件下其棱柱面滑移和锥面滑移的临界分切应力（ＣｒｉｔｉｃａｌＲｅｓｏｌｖｅｄＳｈｅａｒＳｔｒｅｓｓ，ＣＲＳＳ）远大于基面滑移＿２。］，所以在室温变形条件下，镁合金主要以（０００２），＜１１２０）基面滑移为主。这是导致镁合金室温塑性较差，变形加工困难的主要原因。另外，由于轧制镁合金板具有较强的基面织构，使得镁合金板材沿着厚度方向变形困难［４］，结果导致镁合金在室温下塑性较差，使镁合金的使用受到了极大的限制。研究发现［６加入稀土元素可以控制或者弱化镁合金基面织构，提高材料的室温成形能力。Ｃｈｉｎｏ＿８向纯镁中加入稀土Ｃｅ可以弱化其基面织构，并且发现—普通热轧变形后ＭｇＣｅ合金的极图中｛０００２）极峰沿“”ＲＤ分开，出现双峰现象，这与纯镁的织构不同，Ｍｇ－Ｇｄ合金中也发现了同样的实验现象，可能是由于激活镁合金的锥面滑移，或者是激活了双孪生造成的，说第７期变形Ｍｇ－１．５Ｚｎ－Ｏ．２Ｇｄ合金退火过程中组织与织构演变过程４９［１３［１４］［１５］ＷＵＤ。ＣＨＥＮＲＳ，ＴＡＮＧＷＮ，ｅｔａ１．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｅｘｔｕｒｅ—ａｎｄｇｒａｉｎｓｉｚｅｏｎｔｈｅｒｏｏｍ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｕｃｔｉｌｉｔｙａｎｄｔｅｎｓｉｌｅｂｅ——ｈａｖｉｏｒｉｎａＭｇＺｎＧｄａｌｌｏｙｐｒｏｃｅｓｓｅｄｂｙｒｏｌｌｉｎｇａｎｄｆｏｒｇｉｎｇ￣Ｊ］．—Ｍａｔｅｒｉａ１ａｎｄＤｅｓｉｇｎ，２０１２，４１：３０６３１３．黄蓓蓓，蔡庆伍，魏松波，等．ＡＺ３１镁合金热压缩变形行为研究—［Ｊ］．材料热处理，２００７，３６（２４）：２０２４．—ＨＵＡＮＧＢｅｋｂｅｉ，ＣＡＩＱｉｎｇｗｕ，ＷＥＩＳｏｎｇｂｏ，ｅｔａ１．ＡｎａｌｙｓｉｓｏｎｈｏｔｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＡＺ３１ｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＨｅａｔＴｒｅａｔｍｅｎｔ，２００７，３６（２４）：２０—２４．ＨＡＮＧＸＳ，ＳＵＺＵＫＩＫ，ＣＨＩＮ０Ｙ．Ｓｔａｔｉｃｒｅｃｒｖｓｔａ１ｌｉｓａｔｉｏｎａｎｄ—————ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＭｇ４Ｙ－３ＲＥｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓｈｅｅｔｐｒｏ—ｃｅｓｓｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｓｐｅｅｄｒｏｌｌｉｎｇａｔ８２３ＫＥＪ３．ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉ—ｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ：Ａ，２０１２，５３８：２８１２８７．—［１６］ＣＨＩＮＯＹ，ＭＡＢＵＣＨＩＭ．ＥｎｈａｎｃｅｄｓｔｒｅｔｃｈｆｏｒｍａｂｉｌｉｔｙｏｆＭｇ—ＡｌＺｎａｌｌｏｙｓｈｅｅｔｓｒｏｌｌｅｄａｔｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（７２３Ｋ）［Ｊ］．Ｓｃｒ—Ｍａｔｅｒ，２００９，６０（６）：４４７４５０．“”——基金项目：国家十二五镁合金支撑项目课题三镁合金板带高效低成本轧制技术开发（２０１１ＢＡＥ２２Ｂ００）————收稿日期：２０１３０３１８；修订日期：２０１４０３１０通讯作者：江海涛（１９７６一），男，副教授，研究方向：有色金属加工及汽车用钢，联系地址：北京市海淀区学院路３Ｏ号北京科技大学冶金工程—研究院（１０００８３），Ｅｍａｉｌ：ｎｗｐｕｊｈｔ＠１６３．ｃｏｒｎ