【摘 要】
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作为当前最轻的金属结构材料之一,镁合金有着广阔的市场应用前景,然而温度升高时其强度会大幅下降,这也使其在温度较高的环境下难以作为关键材料使用,因此研究和开发耐热型镁合金就对拓展镁合金的应用领域有重大的意义。研究表明,在镁中加入合金元素Sn能够形成热稳定性好(熔点778℃)和硬度值高(119HV)的耐热强化相Mg2Sn,因此Mg-Sn系合金就成为了极具潜力的耐热镁合金品种。在此基础上,本文以典型的M
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作为当前最轻的金属结构材料之一,镁合金有着广阔的市场应用前景,然而温度升高时其强度会大幅下降,这也使其在温度较高的环境下难以作为关键材料使用,因此研究和开发耐热型镁合金就对拓展镁合金的应用领域有重大的意义。研究表明,在镁中加入合金元素Sn能够形成热稳定性好（熔点778℃）和硬度值高（119HV）的耐热强化相Mg2Sn,因此Mg-Sn系合金就成为了极具潜力的耐热镁合金品种。在此基础上,本文以典型的Mg-3Sn-1Mn-1La合金为对象,对其热变形行为进行了研究,旨在揭示热变形过程中其流变应力变化及显微组织演变规律。在Gleeble-3800型热模拟机上,进行了变形温度为200-450℃,应变速率为0.001-1s-1,压缩量为50%的等温压缩实验;分析并修正了变形过程中摩擦和变形温升对流变行为的影响;分析了合金的应力应变曲线特点;经摩擦与温度修正后,建立了合金的峰值应力本构模型、应变修正流变应力本构模型和动态材料模型加工图;通过光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和电子背散射衍射（EBSD）等分析手段,研究了变形参数对微观组织演变及变形机制的影响规律。主要研究内容和结果如下:（1）通过应力应变曲线分析发现,流变应力随着变形温度的增加或应变速率的降低而减小;由于加工硬化作用,流变应力在变形初期随应变量的增加迅速升高,随后由于回复和再结晶等动态软化作用,流变应力增加速度减慢,并在达到峰值后逐渐减小,最终趋于稳定。（2）试验机夹头与试样间的摩擦力会使实测的材料流变应力大于真实值,而变形过程中产生的变形热会使实测流变应力低于真实值,本文对摩擦与温度变化对流变应力的影响进行了修正;分析表明两种影响因素对流变应力的影响,随变形温度的降低或应变速率的增加而增加;本研究润滑效果较好,摩擦对流变应力的影响较小。（3）利用修正后得到的应力-应变数据,建立了Mg-3Sn-1Mn-1La合金的峰值应力数学模型和基于应变修正的本构方程,并对所建应变修正本构方程的准确性进行了检验。（4）分析了Mg-3Sn-1Mn-1La合金热压缩过程中的微观组织演变规律;变形温度与应变速率均对微观组织的演变有重要影响;随着变形温度的升高和应变速率的降低,再结晶程度和再结晶晶粒尺寸逐渐增大。（5）利用修正后的应力-应变数据建立了Mg-3Sn-1Mn-1La合金的热加工图,并对不同加工区域进行了微观组织分析,得出该合金最适宜的热加工区间为:变形温度为400-450℃、应变速率为0.1-1s-1。
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