含LPSO结构镁合金的蠕变行为及微观变形机制研究

In recent years, LPSO structure has been of great interest due to its good effect on improving the mechanical properties of magnesium alloys. However, the previous investigations were mostly focused on the morphology and transformation of the LPSO structure and its effect on improving the strength. . In this project, Mg-2Y and Mg-2Y-1Zn alloys will be prepared. The effect of type, amount, morphology and distribution of LPSO structure on the creep behavior of the magnesium alloys will be systematically studied. Besides that, the evolution of LPSO structures and their interaction with grain boundaries and dislocations during creep will be investigated to understand the strengthening mechanism and creep deformation mechanism of LPSO structure containing magnesium alloys. Based on the results, combining with crystallography and thermodynamics theory, a creep model will be built. The results of this project will provide great information on the development and application of heat-resistant magnesium alloys.

近年来，LPSO结构在提高镁合金性能上的优异表现使其成为稀土镁合金的研究热点，但是已有的研究大都是围绕LPSO结构的形貌、类型转化及其对提高合金强度的作用进行分析。本项目以Mg-2Y和Mg-2Y-1Zn两种合金为研究对象，系统研究LPSO结构的类型和存在方式对合金蠕变行为的影响规律，并通过对蠕变过程中LPSO结构的演化及其与晶界、位错的交互作用的研究揭示LPSO结构对合金抗蠕变性能的强化机制和含LPSO结构镁合金的蠕变变形机制，并结合晶体学和热力学理论建立相关的蠕变模型，对于新型高性能耐热镁合金的开发和应用具有重要的理论意义和工程价值。

近年来，LPSO结构在提高镁合金性能上的优异表现使其成为稀土镁合金的研究热点，但是已有的研究大都是围绕LPSO结构的形貌、类型转化及其对提高合金强度的作用进行分析，缺少关于LPSO对合金蠕变行为影响的研究。. 本课题以Mg-2Y合金和Mg-2Y-1Zn合金为研究对象，对合金进行不同条件的热处理和形变处理，获得具有不同类型、数量和分布的LPSO结构，探讨LPSO结构对镁合金力学性能以及抗蠕变性能的强化机制。研究表明，与Mg-2Y合金相比，存在18R-LPSO结构的铸态Mg-2Y-1Zn合金表现出了更加优异的抗蠕变性能，随着蠕变温度的提高，LPSO结构对抗蠕变性能的作用更加显著。挤压后，Mg-2Y-1Zn合金中的条块状18R-LPSO结构沿挤压方向拉长，同时组织中形成大量的14H-LPSO结构。随着退火时间的延长，发生18R向14H-LPSO的转变，18R数量逐渐减少，14H数量逐渐增加，退火30h后18R-LPSO的体积分数由铸态的约90%减少到53.7%。挤压和热处理后合金的蠕变性能与铸态相比，均有所降低。原位拉伸技术分析表明铸态合金拉伸时裂纹萌生于18R-LPSO处，而退火态合金拉伸过程中裂纹则起源于18R和14H-LPSO的界面处。Mg-Y合金稳态蠕变阶段的试样中观察到大量细小的β’相，这些β’相能够有效限制位错运动，使得合金具有良好的抗蠕变性能。Mg-2Y-1Zn合金稳态蠕变阶段的试样中观察到位错在LPSO处的塞积，表明LPSO的存在及其与位错的交互作用限制了位错运动，从而提高合金的抗蠕变性能。