挤压态稀土镁合金高温单轴拉伸行为特征研究

吴星辰， 程 眉， 张治民

(中北大学 材料科学与工程学院， 山西 太原 030051)

0 引 言

在资源和环境成为人类可持续发展的首要前提下， 镁及镁合金作为一种具有重要战略意义的新材料， 在全球范围内掀起了广泛的开发和应用热潮， 交通运输、 电子工业、 军工、 生物医用、 航空航天等领域[1-3]纷纷将镁合金定为未来研发的重要方向之一. 高强耐热镁合金是国内外目前研究的重点[4-5]， 研究表明， 稀土元素加入镁合金后可以显著提升镁合金的耐热性和力学性能. 我国开发了多种高性能稀土镁合金材料， 其中Mg-Gd-Y-Zr系镁合金在航天领域的研究已达到国际先进水平.

Mg-Gd-Y-Zr系稀土镁合金中Gd和Y元素的添加使镁合金的时效强化效果更加显著， 这两种元素促使镁合金中形成了富含稀土元素的热稳定性较高的第二相粒子， 在高温变形时， 弥散的第二相粒子阻碍了晶界迁移和合金元素的扩散， 提升了其高温力学性能. 对于镁合金高温力学性能的研究主要是通过拉伸、 压缩和蠕变试验来进行， 这不仅为镁合金的热成形摸索出工艺参数， 也为镁合金在高温环境下的服役情况提供了参考. Rieiro等[6]通过高温和高应变速率下的压缩测试研究了WE54镁合金的热变形行为和稳定性判据. Zhu等[7]采用热压缩实验研究了Mg-8Zn-1AI-0.5Cu-0.5Mn镁合金在温度为200～350 ℃， 应变速率为0.001～1 s-1条件下的热变形行为， 并建立了流变应力模型和热加工图. Wong等[8]在300～500 ℃的温度范围内， 以10-3～1.0 s-1的应变速率， 对沿挤压方向和径向方向从挤压的AZ31 B棒……