D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2013.04.013 第35卷第4期 北京科技大学学报 Vol.35 No.4 2013年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr,2013 铸轧AZ31镁合金的高温拉伸性能 乔军网，边福勃，何敏，张庆丰，张永彬，陈敏，王瑜 辽宁科技大学材料与治金学院，鞍山114051 通信作者，E-mail:qiaojung@ustl.edu.cn 摘要研究了铸轧AZ31镁合金的高温拉伸性能和变形机制.在300~450℃条件下，分别以恒定拉伸速率103s1 和102s1进行拉伸至失效试验，在真实应变率为2×10-4~2×10-2s1的范围内进行变应变率拉伸试验.当拉伸速 率为10-2s1时，试样在400℃和450℃的延伸率均超过100%；当拉伸速率为10~3s-1时，试样在400℃和450℃ 的延伸率均超过200%，该条件下的应力指数n≈3，蠕变激活能Q=148.77 kJ.mol-1,变形机制为溶质牵制位错蠕变和 晶界滑移的协调机制.通过光学金相显微镜和扫描电子显微镜观察显示试样断口处存在由于发生动态再结晶和晶粒长大 而形成的粗大晶粒，断裂形式为空洞长大并连接导致的韧性断裂 关键词镁合金：高温性能：拉伸性能；超塑性：蠕变 分类号TG146.2+2 High temperature tensile behaviors of twin-roll cast AZ31 Mg alloy QIAO Jun,BIAN Fu-bo,HE Min,ZHANG Qing-feng,ZHANG Yong-bin,CHEN Min,WANG Yu School of Materials Science and Metallurgy,University of Science and Technology Liaoning,Anshan 114051,China Corresponding author,E-mail:qiaojun@ustl.edu.cn ABSTRACT This paper reports the high temperature tensile deformation behaviors and mechanisms of twin-roll cast AZ31 magnesium alloy.At constant temperatures ranging from 300 C to 450 C,the elongation-to-failure test was conducted under constant tensile strain rates of 10-3 s and 10-2 s-,and the strain-rate-change tensile test was performed under strain rates from 2x10-4s-1 to 2x10-2s-1.The elongations of specimens at 400 C and 450 C are both higher than 100%when the tensile rate is 10-2s-1.But when the tensile rate is 10-3 s-1,the elongation values at 400 C and 450 C are both higher than 200%,the stress exponent n is about 3,the creep activation energy is 148.77 kJ-mol-1,and the deformation mechanism is a collaborative mechanism of grain boundary sliding and solute-drag dislocation creep.Optical microscopy and scanning electron microscopy observations show that coarse grains develop at the failure ends due to dynamic recrystallization and grain growth,and the fracture is of a ductile pattern caused by cavity growth and interlinkage KEY WORDS magnesium alloys;high temperature properties;tensile properties;superplasticity;creep 镁合金具有密度低和电磁屏蔽性高等优点，近 和产品的组织性能研究是目前的研究热点3-). 年来在汽车、通信以及航空航天产品方面的应用逐 镁为密排六方晶体结构，室温变形时滑移系少 渐增加并得到工业界的广泛关注1-.镁合金板材的 且塑性低。研究表明，提高变形温度可通过以下 生产方式主要有铸造、挤压和双辊铸轧，其中铸轧具 机制显著提高镁合金的塑性：激活新滑移系、回复 有流程短、板宽大、能耗低等优点，产品的力学性能 和再结晶、扩散蠕变以及位错蠕变.金属材料位错 一般高于铸造产品。镁合金铸轧主要有水平式和竖 蠕变的本构关系方程式为 直式两种.水平式铸轧的工艺稳定性较好，而竖直式 铸轧具有更高的冷却速度和生产效率，其生产工艺 E=A()e (1) 收稿日期：2011-12-10 基金项目：因家自然科学基金资助项目(50801034)；辽宁省高等学校杰出青年学者成长计划资助项目（亿JQ2011026):辽宁省十百 千高端人才引进工程资助项目(207)第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 铸轧 镁合金的高温拉伸性能 乔 军门, 边福勃, 何 敏, 张庆丰, 张永彬, 陈 敏 , 王 瑜 辽宁科技大学材料与冶金学院, 鞍山 乙 通信作者 一,工 , · 摘 要 研究了铸轧 镁合金的高温拉伸性能和变形机制 在 、 ℃条件下, 分别以恒定拉伸速率 一 一' 和 一“ 。一`进行拉伸至失效试验 , 在真实应变率为 一 、 一“ 一`的范围内进行变应变率拉伸试验 当拉伸速 率为 一“ 一`时, 试样在 ℃和 ℃的延伸率均超过 当拉伸速率为 一“ 一`时, 试样在 ℃和 ℃ 的延伸率均超过 , 该条件下的应力指数 、 , 蠕变激活能 · 一', 变形机制为溶质牵制位错蠕变和 晶界滑移的协调机制 通过光学金相显微镜和扫描电子显微镜观察显示试样断口处存在由于发生动态再结晶和晶粒长大 而形成的粗大晶粒 , 断裂形式为空洞长大并连接导致的韧性断裂 关键词 镁合金 高温性能 拉伸性能 超塑性 蠕变 分类号 十 一 从 。 了。 回, 刀从万凡一乙。, 邢 涵 , 刀粼万` ` 。一几。, 艺月月万` 价 。一乙乞, `厅百刃诚 , 洲 万 儿 飞。 , , , 区 , 一 ` 一 ℃ ℃, 一 一 , 一 一 一 一 , 一 一 一 一。一 一 一。一 一 ℃ 一 一 一 一 , , , 即 · 一 , 叮 、 姗 , 镁合金具有密度低和 电磁屏蔽性高等优点, 近 年来在汽车 、 通信 以及航空航天产品方面的应用逐 渐增加并得到工业界的广泛关注 `一 镁合金板材的 生产方式主要有铸造 、挤压和双辊铸轧, 其中铸轧具 有流程短 、板宽大 、能耗低等优点, 产品的力学性能 一般高于铸造产品 镁合金铸轧主要有水平式和竖 直式两种 水平式铸轧的工艺稳定性较好, 而竖直式 铸轧具有更高的冷却速度和生产效率, 其生产工艺 和产品的组织性能研究是 目前的研究热点 ”一“ 镁为密排六方晶体结构 , 室温变形时滑移系少 且塑性低 研究表 明, 提高变形温度可通过以下 机制显著提高镁合金的塑性 激活新滑移系 、回复 和再结晶 、 扩散蠕变 以及位错蠕变 金属材料位错 蠕变的本构关系方程式为 匕一从, 创二、“ 厂戈一丽夕、 收稿 日期 一 一 基金项 目 国家 自然科学基金资助项 目 辽宁省高等学校杰 出青年学者成长计划资助项 目 辽宁省十百 千高端人才引进工程资助项 目 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2013.04.013