AZ61镁合金的动态再结晶行为

柳法刘，海涛周，奎东王，扬平朱和温江鼎

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AZojomo (ISSN 1833-122X)第2卷2006年5月

主题

抽象的

关键字

介绍

实验

结果与讨论

流动曲线分析

Θ-σ分析

重结晶体积分数的预测

DRX的微观组织和晶粒尺寸

结论

确认

联系方式

抽象的

AZ61合金在523 ~ 673 K温度范围内进行热压缩，应变速率为0.001 ~ 1 s^－1．在各种温度和应变速率下都能发生流动软化。所有流动曲线都有峰值和高原胁迫。通过基于流动曲线分析和微观结构的流动软化机制研究了动态再结晶（DRX）的启动和演变AL.观察。在DRX启动的临界应变的对数值（LN（εc））和ZENER-HOLLOMON参数（LN Z）的对数值之间建立线性关系。DRX晶粒的体积分数(Xd)表示为应变速率、温度和应变等工艺参数的函数。Xd的计算值与从流动曲线中提取的值吻合较好。DRX晶粒的尺寸(d)也是齐纳-霍洛蒙参数的函数。本研究表明，可以从塑料工艺参数预测AZ61的DRX行为。

关键字

AZ61镁合金那动态再结晶那临界应变那流动软化

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镁合金是吸引人的最轻的金属结构材料欧洲杯足球竞彩更多的研究兴趣，因为它们具有一些特定的性质，如低密度，良好的阻尼特性和稳定的加工性。然而，由于内在特征，镁合金始终在室温下具有较差的可成形性和延展性HCP结构(1 - 4)．由于非基面滑移体系在高温(高于再结晶温度)下可以被激活，热变形工艺经常被提出用于镁合金[5]．在热变形，一些冶金现象，如工作硬化（WH），动态恢复（DRV）和动态结晶(DRX）可能同时发生(6、7)导致细化晶粒和变形抗性的降低。对于镁合金，由于其较低的层错能(60-78)kj / mol），DRX通常在热变形期间占优势(例如在513 K以上)[8]．在对Mg-0.8%Al在423 ~ 523 K温度范围内的再结晶行为进行研究的基础上，Ion等人研究了Mg-0.8%Al的再结晶行为。［9］建议这当变形温度低于603 K时，应变优先位于初始晶界附近，在一些严重旋转的位置(即所谓的“旋转再结晶”)有可能形成新的晶粒。［9］．棕褐色等．［10］对AZ31合金的DRX行为进行了研究，认为AZ31合金的晶粒细化归因于连续这是由于晶界失取向的逐步形成和小角度晶界向大角度晶界的转变引起的。Galiyev等人。[11]研究了DRX与变形机制之间的关系。然而，这些研究中的大多数集中在微观结构演化，变形机制或超塑性上。关于DRX起始条件(如临界应变)的报道很少，也没有对加工变量和最终微观结构之间的关系进行彻底的探索。

在本研究中，我们在AZ61合金上进行了热变形实验并记录了流量曲线。流动应力曲线的典型特征，即临界应变(ε_C)，峰值应变(ε_P.），应变为最大软化速率（ε_m）评估DRX启动。然后将这些参数表示为Zener-Hollomon参数的函数，利用Zener-Hollomon参数可以预测DRX的体积分数。

实验

一个AZ61.合金化学成分为Mg-5.8AL.-1.0Zn.1.0-0.18锰-0.003cu重量百分比是通过冷铸造的。将锭料在673k溶液溶液15小时。圆柱形标本φ.10×15mm是从这些钢锭上剪下来的。热压缩是在Gleeble 1500机上进行的。在热压缩之前，将样品在5分钟内加热到变形温度。通过焊接到标本表面中心的热电偶测量变形温度。自动控制并记录变形应变、温度和应变速率。压缩在523k至673k的温度下进行。应变速率为0.001s^－1到1s.^－1．所有实验的真菌株总数为1。在热压缩后，样品淬火。微观结构观察的样品沿着平行于压缩轴线的截面从压缩试样切割。线性截距方法研究了晶粒尺寸。

结果与讨论

分析流动的曲线

无花果保证1为试件的应力-应变曲线AZ61.合金在不同变形条件下。这流量曲线的一般特征在所有变形条件下都相似。流量应力增加到峰（初始应变硬化），然后降低到稳定状态。一般来说，这种流量应力行为是伴随DRX的热工作的典型特征(12、13)，这可以用变形控制软化机制中产生的热激活储能来描述[11]．随着应变速率的降低或温度的升高，应变硬化效应减弱，应变软化程度显著(如673 K)。结果表明，峰值应力随工艺参数的变化而变化，峰值应变也随工艺参数的变化而变化。在恒定应变率下，峰值应力和峰值应变随温度降低而增加。在相同的温度下，峰值应力和峰值应变随着应变率的增加而增加。因此，一般可以得出结论，DRX是AZ61合金高温变形机制的主要原因，并可以通过微观组织的比较得到证实。

无花果保证图2显示了微观结构演化以及当温度为623k时的菌株和应变率为0.01s^－1．试样在峰值应变时的微观结构(0.10)由应变硬化晶粒和DRX晶粒组成。当应变大于峰值应变时，DRX体积分数逐渐增大。什么时候这菌株大足够(例如1.0)，只能观察到DRX颗粒。尤其是图ures.图2A和2B示出了沿着原始晶界的再结晶颗粒。

θ-σ.分析

应变硬化的流量应力依赖性率Θ(dσ./d∈）在图中说明保证3在各种各样状况。应变硬化速率在变形初期迅速降低。但随着温度和应变速率的变化，其衰减速率有所不同。随着温度的降低和应变速率的增大，Θ呈线性增大。例如,

随着流动应力的增加，Θ的减小速率减慢，直到临界应力(σ._C)，然后变化，直到Θ为零，此时流动应力接近峰值，然后保持稳定。应该注意的是，θ= 0的点只是拐点与其他合金不同[11]．在Θ， Θ的大部分曲线中~ 0曲线是拐点之后。这说明应变硬化速率和应变软化速率在峰值应力后相互平衡。如图所示保证3、Θ-0曲线可分为四段。θ-0曲线的近似线性段用理想化方法推断为θ= 0[14]．基于这种方法，临界压力（σ._C)、峰值压力(σ._P.）和饱和度压力(σ._S.)。当获得源于颗粒或晶粒中的脱位密度的较大差异的临界应力（驱动力）时，新的晶粒或叶子沿着晶界，双带和脱位核，导致等式的DRX颗粒[15]。因此，通过Θ-0曲线可以确定DRX，并可以预测子结构的形成[14,16]．

图4显示了各种变形条件下的θ-ε曲线的分析。这些曲线表明DRX与菌株的演变。与最大软化速率(ε)对应的应变_m)随应变速率的增加或温度的降低而增加。从这样的曲线，DRX的开始和结束，即峰值应变(ε_P.）和最大柔软速​​率的菌株（ε_m)可以决定。Θ的负值意味着对ε进行了软化。因此，θ的最小值对应于最大的软化速率，之后将DRX在应变上的进化缓慢降低，然后接近稳态。

根据分析σ.- ε，θ -σ.那和Θ-ε，通过线性回归得到式((1)-(3))，如图所示S.5,6和7。

这里Z.是齐纳-霍洛蒙参数吗

(Z = exp（（185kJmol^－1/ RT)) [17]

这表明,ε._P.和ε._m有线性关系吗1 n Z。

在方程(1)b因为右边的第一项很小(0.0023)，它可以简化为ε._P.= 1.95ε._C．因此，

ε._C≈0.5ε_P.（4）

显然，(4)式与ε式不同_C= 0.6-0.8ε._P.micro-alloyed钢的［18］，表明镁合金比微合金钢更容易引发DRX。

由式(2)和式(4)可知ε_C也可以假设与LN Z（EQ.（5））具有线性关系。因此,ε_C那ε._P.和ε_m都与lnz线性相关。

lnε._C= 6.80 + 0.110ln z（5)

预测的再结晶体积分数

在热变形过程中，晶粒细化主要发生在晶界和变形带处。显微组织观察表明，DRX晶粒几乎是等尺寸和等轴的，如图所示保证2.但是，体积分数（x_D.)随变形条件的变化而变化。通常，DRX的动力学可以由Avrami的等式描述（方程式（6））描述［19］，以此为基础可以预测在高温变形期间DRX晶粒的馏分。

X_D.= 1-exp [-k（（ε-ε_{c) /}ε._p)^m]（6)

这里，K，M分别是Avrami常数。利用实验数据和非线性回归，可以得到:

X_D.= 1-exp[-0.26((ε-ε_C/ε._P.）^1．05]（7.）

自ε._P.和ε_m是z参数X的函数吗_D.也是z参数的函数。这表明X_D.应随温度、应变和应变速率而变化。图7 (a)由式(7)给出了不同条件下的预估DRX体积分数。

无花果保证图7（b）显示了计算的X_D.在各种变形条件下，以流动法为基础曲线[20]。与图7（a）和（b）相比，发现基于流动曲线的计算结果商定了预测结果。所有的x_D.曲线显示S形状。

微观结构和DRX晶粒尺寸

图8为应变速率为0.01 s时的微观组织演变^－1和各种温度，应变为1.0。如图8（a）〜（b）所示，在523 K~573 K时，晶粒断裂伸长。

局部发生DRX，晶粒分布不均。大多数重结晶位点由项链结构组成，这强烈依赖于晶粒的晶体取向。由于晶界附近的梯度为DRX[21]提供了潜在的形核位置，DRX一般始于晶界，最终取代原来的[22]晶粒。超过573 k，DRX完全完成，晶粒分布均匀。新的谷物完全取代了具有Equiaxed谷物的特征的原始晶粒。当每个图像中的DRX谷物（D）的平均大小用对应Z的对数值绘制为水平轴时，图9得到了。如图所示，d可以表示为Z的线性函数(Eq.(7))。

D = 49.56 - -1.012 ln Z（8)

结论

将AZ61合金在523k至673k的温度下进行热压缩，其应变率为0.001〜1s^－1．通过流动曲线分析和基于流动软化机理的微观组织观察，研究了该合金在热压缩过程中的DRX行为。主要结论如下。

•临界应变（εc）和峰菌株（εp）具有线性关系，即

基于该εc可以从易于测量的εp获得。

•通过对流动应力曲线的研究，将峰值应变(εp)、临界应变(εc)和最大软化速率对应的应变表示为lnZ的函数，分别为式(2)、式(3)和式(5)。

•DRX (Xd)的体积分数可以用Avrami方程来描述，该方程由包括应变率( )、过程温度(T)和应变(ε)，由式(7)定义。

•DRX晶粒的平均尺寸(d)由Zener-Hollomon参数表示，如式(8)所示。

确认

感谢国家科技部高技术计划项目(No . 2001AA310301)和上海市重点基础研究项目(No . 03JC14045)的资助。欧洲杯线上买球

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