ZRC-JGGP22下关区硅橡胶电缆-电缆*

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本文采用熔铸法制备了不同成分的镁合金用扫描电镜、光学显微镜

、X射线衍射仪等现代分析手段研究了镁合金显微组织和强化机制以及镁

合金的高温氧化行为。    氧化膜经过XRD物相分析和XEM能谱分析得知主

要由Ce2O3、Al2O3和MgO组成。表层由MgO组成Ce2O3与Al2O3一起填充MgO

孔隙形成了中间层氧化膜中间层致密度足以阻挡氧的进入。在AZ91D镁合

金中加入1Ce后其燃点提高约60℃。因此镁合金的阻燃性能得到提高。 

   将合金元素Sb加入到稀土阻燃镁合金中Sb与Ce优成金属间化合物

CeSb同时减少了大量长棒状A14Ce相生成的可能性并且形成的颗粒状

CeSb具有形核作用从而细化晶粒。将合金元素Y加入到稀土阻燃镁合金中

， Y优先与Al结合形成热稳定相Al2Y它作为α-Mg枝晶Mg17Al12相的形核

剂促成晶核的形成从而细化了合金的铸态组织。    实验表明将合

金元素Sb加入到稀土阻燃镁合金中由于CeSb相的出现其燃点又有所降

低
金属材料的韧性断裂是塑性加工过程中常见的失效形式和影响热加工

性的重要因素历来都是塑性加工领域的研究热点。随着有限元模拟

技术和损伤力学的不断发展如何建立合适的热变形开裂准则预测和避

免缺陷的产生已成为缺陷仿真预测迫切需要解决的难题。本文以热变形极

易开裂的Ti40阻燃合金为研究对象以各种室温下适用的开裂准则为基础

引入Zener-Hollomon因子对Ti40合金的变形机理及开裂行为进行了系

统的研究。主要研究内容和结果如下 ZRC-JGGP22下关区硅橡胶电缆-电

缆*

   研究了Ti40合金高温变形过程

中变形温度和应变速率对流动应力的影响规律揭示了流动软化和不连续

屈服现象的影响因素和机理发现不连续屈服现象与大量可动位错从晶界

突然增殖有关。    揭示了Ti40合金的高温变形机理。发现变形温度低于

950℃以动态回复为主高于950℃发生动态再结晶。动态再结晶的形

貌随应变速率的变化而变化应变速率较高时（>1s1s）动态再结晶晶粒

呈项链状沿原始β晶界分布沿晶界析出的TiSi颗粒是再结晶晶粒的核心

应变速率较低时（）发生了锯齿状的连续再结晶亚晶形核是其形核

的主要机制。    研究了Ti40合金的开裂机理。发现低温、高应变速率下

变形以45°剪切开裂为主温度较高时以平行于压缩轴方向的纵裂和

豆腐渣式开裂为主。VO挥发导致接近表面的晶界产生空洞是合金热变形

开裂的诱因。    揭示了Ti40阻燃合金热变形开裂的临界变形量与变形温

度和应变速率的关系。结果表明变形温度越高应变速率越低材料的

临界变形量越大。发现变形温度和应变速率的综合作用可用单变量Zener-

Hollomon因子来表示且开裂的临界变形量与lnZ呈线性关系从而大大减

少试验次数。    基于DEFORM3D有限元平台建立了Ti40合金等温热压缩

过程的有限元分析模型并对6种典型的室温韧性开裂准则进行了分析比较

。发现基于空洞长大聚合的Oyane模型可适用于Ti40阻燃合金高温变形。发

现Oyane准则的临界开裂C值与ImZ值也符合线性关系从而建立了基于

Zener-Hollomon因子的Ti40合金热变形开裂准则并获得了验证
本文采用熔铸法制备了不同成分的镁合金用扫描电镜、光学显微镜

、X射线衍射仪和万能拉伸机等现代分析手段研究了镁合金显微组织与力学

性能间的关系和强化机制以及镁合金的高温氧化燃烧行为。    在AZ91D

镁合金中加入适量锑可使其组织细化网状的Mg17Al12相也细化成短条

状同时生成新的强化相Mg3Sb2可使AZ91D镁合金强度提高44MPa。但当

锑含量超过0.7时Mg3Sb2相逐渐转化为粗针状导致抗拉强度下降。   

 在稀土阻燃镁合金中随着稀土含量的增加生成的条状铝-稀土相逐渐

增加使强度迅速下降。通过在稀土阻燃镁合金中加入一定量的锑减少

了条状Al11RE3相的量同时生成颗粒状的锑-稀土相使稀土阻燃镁合金

的强度得到提高。    镁合金高温氧化破坏形式有两种点状破坏和晶界

破坏。高温下晶界上低熔点第二相的熔化是引起晶界破坏的主要因素。    

稀土阻燃镁合金的抗高温氧化燃烧能力比铸态AZ91D镁合金要强它的燃点

比铸态AZ91D镁合金高约70℃。分析认为稀土元素在阻燃镁合金高温氧化

不同温度阶段所发挥的作用不同。低温阶段稀土元素的存在可减少晶界

低熔点第二相的生成、堵塞氧沿晶界向基体内部扩散从而提高镁合金抗

氧化燃烧能力高温阶段稀土元素主要发挥表面元素效应的作用以提

高镁合金熔融状态下的阻燃能力。通过固溶处理消除铸态AZ91D镁合金晶界

上的低熔点第二相也可以提高AZ91D镁合金的抗高温氧化燃烧性能