摘要
随着航空航天及军工领域的快速发展，壳体类构件作为国防重大装备的主要组成部分之一，对其整体化、轻量化的需求与日俱增。为获得更高的综合力学性能，人们对壳体类构件的成型工艺进行了大量的研究。旋转反挤压（RBE）作为一种新型的大塑性变形（SPD）工艺，通过一次变形即产生较大的剪切应力，从而实现晶粒细化、力学性能提高，在制备高性能壳体类构件方面具有极大的发展潜力。 本文以Mg-9Gd-3.5Y-2Zn-0.35Zr合金为原材料，通过OM、SEM、TEM、拉伸试验机、维氏硬度仪等手段，对不同热处理状态及RBE变形参数（温度和圈数）下的合金显微组织及力学性能进行了表征。确定了最佳热处理制度，并研究了变形参数对合金显微组织和力学性能的影响。为制备高性能壳体类零件提供实验数据和理论支持。获得的主要结论如下： 铸态Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金中主要存在着于晶界处呈网状分布的Mg5(Gd,Y,Zn)及LPSO相。由于第二相尺寸不均匀，导致铸态合金力学性能较差。经520℃×15h均匀化处理，该合金的断裂机制由脆性转变为塑性，力学性能有了较大的提高，其抗拉强度达到213.5MPa，屈服强度达到154.5MPa。 RBE工艺可以有效细化合金晶粒，并改善组织均匀性。随旋转圈数的增加或变形温度的降低，合金的平均晶粒尺寸逐渐减小。DRX分数主要受变形温度和旋转圈数的影响，随着旋转圈数和变形温度的提升，组织均匀性逐渐提高，其中旋转圈数对DRX的影响更大。 同一温度下，随着旋转圈数的增加，累计应变增加，晶间块状LPSO相碎化、弥散程度提高。450℃变形时，晶间析出大量颗粒相，随着变形温度及旋转圈数的提高，晶间析出相减少。 RBE过程中，合金组织主要通过连续动态再结晶（CDRX）和不连续动态再结晶（DDRX）机制实现演变。合金试样不同位置处，应变量不同，引起组织变化的主导机制不同。当DRX分数＞90%时，晶粒细化以DDRX机制为主。 随着变形温度和旋转圈数的提升，基面织构强度逐渐减弱。RBE变形引入的剪切应变，使基面织构发生不同程度偏转。RBE对合金试样内、外壁显微硬度的影响不同，从内到外，硬度值逐渐降低。且随着旋转圈数和变形温度的增加，同一位置处的硬度值降低。
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