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稀土元素弱化鎂合金變形織構-壓鑄展-鑄造展-2016第十七屆廣州國際壓鑄、鑄造及工業爐展覽會-中國最受關注的壓鑄鑄造展會-巨浪展覽-The 17th Guangzhou Die-casting, Foundry & Industry Furnace Exhibition
2015年12月25日壓鑄展-鑄造展- Die-casting expo-foundry expo

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通過微合金化或引入合金成分，在鎂合金變形過程中可以得到弱化的鎂合金的基面織構，影響材料的組織和力學性能。

RE等合金元素對織構的弱化作用主要是通過影響再結晶過程產生的。

鎂合金變形過程中的再結晶形核機制有：晶界凸出 (Grain Boundary Bulging) 形核、亞晶界融合(Subgrain Migration)、孿晶 ( Deformation Twins ) 形核、粒子刺激形核(Particles Simulated Nucleation，PSN)和剪切帶形核(Shear Band Nucleation)等。前兩種機制產生的DRX晶粒取向與變形后基體的基面取向一致，而后三種機制產生的DRX晶粒與基體不同。

特別是粒子刺激形核（PSN）形核機制可以使新的晶粒與原始晶粒之間的取向關系更加隨機化，導致DRX區域的織構顯著弱于原來的變形基面織構，從而使添加RE元素的鎂合金變形后基面織構弱于未添加RE的鎂合金。變形后的基面織構弱化，可以改善鎂合金的各向異性和室溫變形能力。

RE元素對鎂合金變形過程有如下作用：

（1）含RE化合物具有高熔點，熱穩定性，可以限制晶粒生長，細化晶粒并對β-Mg17Al12的形態或大小產生影響；

（2）RE元素使滑移系和孿生系的激活能量改變，從而影響織構強度和取向導致合金強度和塑性改變；

（3）RE形成的化合物能促進變形過程中的DRX，為DRX形核提供更多的渠道，通過PSN機制可以弱化基面織構；

（4）RE元素的溶質拖拽作用可以影響晶界移動、晶粒取向和再結晶機制，從而影響材料織構；

（5）RE元素固溶于鎂合金中可以改變周圍各原子間的鍵能，從而改變基面和非基面滑移的層錯能和CRSS，有利于非基面滑移啟動。

（6）添加合金元素會出現一種新的<11-21>非基面織構組分，稱為RE-織構，它的存在改變了晶粒的取向，提高了室溫延展性改善了各向異性。

其中：

Y釔可以弱化鎂合金變形后的基面織構。在Mg中加入Y后，材料的晶體變形變得較均勻，啟動更多的非基面滑移；

Ce釹可以通過增加室溫下非基面滑移活動提高鎂合金的延展性，Ce含量低時第二相數量很少但是織構弱化明顯；

添加少量的Nd釹在軋制過程中由于激活了非基面滑移，這有利于回復過程位錯再排列，但降低了基體中的畸變能，從而加速回復過程但是推遲了再結晶；

低含量的Gd釓對Mg-Gd二元合金的再結晶行為影響很大，可以明顯細化變形和退火后的晶粒；軋制加退火后的再結晶織構隨Gd的加入顯著弱化，濃度較小時（小于1 wt%）織構弱化明顯；

Sr鍶是一種有效的晶粒細化用微合金化元素，而且對鎂合金中的合金相(如β-Mg17Al12)也已發現存在明顯的變質或細化作用。添加Sr元素的鎂合金中，高含量(350℃時>0.2 wt%)的Sr通過PSN機制弱化織構，但低含量的Sr弱化織構的作用。

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