PDF《Y 对ZA84 镁合金显微组织和力学性能的影响》

稀土元素固溶强化的作用主要是减慢原子扩散速率, 阻碍位错运动, 从而强化基体, 提高合金的强度和高温蠕变性能.细晶强化:稀土元素在固液界面前沿富集引起成分过冷, 过冷区形成新的形核带而形成细等轴晶, 此外稀土的富集使其起到阻碍α-Mg晶粒长大的作 用, 进一步促进了晶粒的细化.根据Hall-Petch 公式, 合金的强度随晶粒尺寸的细化而增加, 并且相对体心立方和面心立方晶体而言, 晶粒尺寸对密排六方金属强度影响更大, 因此镁合 金晶粒细化产生的强化效果极为显著. 另外Mg-Zn-Al 合金的抗拉强度受两个因素的制约,即合金的组织和形变强化,镁合金 的形变强化可由下式表示[11] : ( )n p ε σ Κ = 式中:σ 为强度;

p ε 为塑性应变;

Κ 为强化系数;

n 为常数.根据试验结果,当Y含 量为0.5%时,由于组织较细,合金的形变能力较强,位错滑移和晶界滑移较容易进行,从 而极大提高合金的抗拉强度.另外,此时稀土元素Y主要以固溶形式存在,使基体产生晶格 畸变,起到了固溶强化的作用,从而强化基体, 提高合金的强度.随Y含量的继续增加,当 Y含量为1.0%时,稀土Y大部分以稀土相的形式存在,其基体组织逐渐粗大化,可有效地阻 止位错和晶界的滑移,所以提高了屈服强度,但由于形变强化的能力降低,抗拉强度有所下 降.当Y含量进一步增加到1.5%时,由于沿晶界分布的化合物相变得非常粗大,使合金中的 形变几乎不可能发生,但是过量的稀土相易聚集形成团簇,割裂合金基体,在拉伸过程中易 在棒状相尖端处产生应力集中,形成微裂纹,其负面影响超过强化效果,使合金抵抗塑性变 形和断裂的能力降低,并导致抗拉强度下降. 高温对合金拉伸性能的影响主要有两个方面: 一是合金中基体和化合物相软化, 由此带 http://www.paper.edu.cn -6- 中国科技论文在线 来强度的降低;

二是合金中非基面滑移提供了额外的能量, 增加了位错的滑移甚至攀移能力, 提高了塑性.由于三元相........