工具转速对搅拌摩擦加工Mg-Zn-Y-Zr耐热镁合金超塑性行为的影响

在800～1600 r/min工具转速和100 mm/min固定行进速度的较宽热输入范围内,对6 mm厚的热挤压态Mg-Zn-Y-Zr耐热镁合金板进行搅拌摩擦加工(FSP),获得了由均匀、细小的等轴再结晶晶粒和细小、弥散的Mg-Zn-Y三元W相构成的FSP样品。随着工具转速的增加,FSP样品中W相被显著细化且分布更加弥散,高角晶界(晶界错配角≥15°)比例明显增加,再结晶晶粒被细化。工具转速的增加使超塑性变形的最佳应变速率和延伸率均显著增加,1600 r/min工具转速的FSP样品在1×10-2s-1的高应变速率和450℃的变形温度下,获得了1200%的最大延伸率。通过对超塑性变形数据进行分析和超塑性样品表面形貌观察可以得出,不同转速下所获得的FSP样品超塑性变形控制机制均以晶界滑移为主。随着工具转速的增加,超塑性动力学被明显加速,在1600 r/min工具转速的FSP样品的超塑性动力学与晶界滑移控制的细晶镁合金超塑性本构方程吻合。