高固溶度Mg-RE二元合金塑性变形机制研究

镁合金的塑性变形机制在不同的条件下表现各异。固溶稀土元素对镁合金的变形机制有重要作用，从而导致对塑性变形行为产生影响。本项目通过向镁中添加高固溶度的稀土元素Er、Dy，与纯镁进行对比分析，研究不同含量Er、Dy二元合金的织构特征与室温塑性变形行为，得出Er、Dy元素对镁塑性变形能力的影响规律；采用宏观织构、微观取向和组织结构综合测试分析手段，分析Schmid 因子对变形模式的影响，分析Er、Dy元素对锥面位错滑移的作用，甄别Schmid因子和固溶稀土元素本身对变形机制及过程的作用，在此基础上揭示固溶稀土元素对镁合金室温变形能力的影响途径，明确变形能力、合金元素、Schmid因子、变形机制之间的关联性和关联本质；探索利用稀土元素提高镁合金的变形能力与成形能力的有效方法，为进一步研究、设计高塑性成形能力的镁合金提供必要的理论依据。

一般认为，由于镁具有密排六方（HCP）结构, 其室温下的塑性变形主要依赖于{0001}<11-20>基面滑移，其中只有两个独立的滑移系，难于满足均匀变形过程中对5个独立滑移系的要求。然而，实际上镁合金的变形系（包括滑移系和孪晶变体）并不少。除基面滑移外， {10-10}<11-20>柱面滑移在室温下对镁的塑性变形亦有贡献；在特定的条件下，{10-11}<11-20>及{11-22}<11-23>锥面滑移也能得以开动。除此之外，孪晶也是镁合金塑性变形的重要机制。可以设想，若上述镁合金的变形模式能够同时开动，则会表现出非常好的塑性变形能力。但是，每一种变形模式能否开动不仅取决于其临界切应力（Critical Resolved Shear Stress, CRSS）的大小及它们之间的相互比较，亦取决于晶粒变形时的Schmid因子，同时变形温度、变形速率以及晶粒尺寸等因素对变形机制同样有重要的影响。因此镁合金的塑性变形机制是多种因素综合作用的结果。.镁合金的塑性变形机制在不同的条件下表现各异。固溶稀土元素对镁合金的变形机制有重要作用，从而导致对塑性变形行为产生影响。本项目通过向镁中添加高固溶度的稀土元素Er、Dy，与纯镁进行对比分析，研究了不同含量Er、Dy二元合金的织构特征与室温塑性变形行为，得出Er、Dy元素对镁塑性变形能力的影响规律；采用宏观织构、微观取向和组织结构综合测试分析手段，分析Schmid 因子对变形模式的影响以及Er、Dy元素对锥面位错滑移的作用，甄别Schmid因子和固溶稀土元素本身对变形机制及过程的作用，在此基础上揭示固溶稀土元素对镁合金室温变形能力的影响途径，明确变形能力、合金元素、Schmid因子、变形机制之间的关联性和关联本质；探索利用稀土元素提高镁合金的变形能力与成形能力的有效方法。    .研究得出了对于单向拉伸或压缩的基面<a>、柱面<a>、锥面<c+a>以及拉伸孪生和压缩孪生在二维晶体取向空间的Schmid因子分布，建立了复杂应力状态下三位取向空间Schmid因子计算方法模型，并针对轧制状态给出了拉伸孪晶变体的算例。实验结果表明，由于RE元素的加入，热挤压和轧制完全再结晶后，Mg-RE合金呈现稀土织构(RE-texture)，Mg-Er合金与Mg-Dy合金的塑性都随RE元素的加入而明显相对纯镁和其它镁合金大幅增加，在6%wt 左右塑性