铸态镁合金在累积反向挤压变形中的微观组织演变

汪以祥,景灵方,聂志华,陈 晨,徐 岩,*

(1.福建省瑞奥麦特轻金属有限责任公司,福建 三明 353300;2.燕山大学 机械工程学院,河北 秦皇岛 066004)

0 引言

镁合金作为目前密度最小的金属结构材料之一,因其密度低、比强度大、比刚度高、阻尼性能好等诸多优点,成为一种在轻量化领域极具应用前景的轻质金属材料[1-3]。但镁具有密排六方晶体结构,在低于225 ℃条件下可开启的滑移系少,存在塑性加工能力差、容易发生开裂等缺陷。大塑性变形技术(Severe Plastic Deformation,SPD)是制备细晶或超细晶块体材料的一种有效途径。该方法通过对铸坯施加充分的累积应变,可获得细晶或超细晶组织[4],同步提升材料的强度和塑性。常见的大塑性变形方法包括传统的镦粗、锻造、挤压、轧制,但这些方法存在变形均匀性差、应变量受限及变形坯料几何尺寸变化严重等问题。因此,更多的研究将目光聚焦在等通道挤压(Equal Channel Angular Extrusion,ECAE)[5]、往复挤压(Cyclic Extrusion Compression,CEC)[6]等成形方法,因为在施加多道次ECAE和CEC累积大塑性变形后,变形合金可保持几何形状不变,同时能够显著细化组织、提高材料的综合力学性能。

除了上述方法外,由Ftemi-Varzaneh和Zarei-Hanzaki等人提出的一种新型SPD技术——累积反向挤压 (Accumulative Back Extrusion,ABE)成形[7],因其具有载荷小、变形坯料几何形状不变、单道次变形量大等突出优点而受到关注,在块状细晶材料制备中具有很大的潜力。Faraji等人[7]将ABE变形应用于镁合金,研究结果表明经ABE变形1、2、3循环后,合金内部的累积应变量可达1.5～5、3～10和5～15,明显高于现有研究中ECAE[5]和往复镦挤[8]等大塑性变形在相同道次下获得的累积应变。……