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镁合金作为目前工业应用中最轻的金属结构材料,因其比强度、比刚度高,良好的电磁屏蔽性能及易于加工、回收等优点,被誉为“21世纪绿色金属工程材料”,并广泛用于汽车、通讯、电子、航空航天等领域。目前,镁合金主要是通过铸造的方法生产的。与铸造镁合金相比,经塑性变形后合金组织得到细化,铸造缺陷得以消除,产品的综合性能大大提高。但由于大多数镁合金为密排六方结构,可开动的滑移系较少,室温塑性变形能力较差,限制了镁合金的推广应用。因此,研究镁合金的塑性变形具有重要的理论意义和应用价值。AZ91D镁合金具有优良的铸造性能,是目前广泛应用的工业镁合金之一。然而,有关该合金塑性变形的研究报道还很少。本文采用AZ91D镁合金为实验材料,以研究铸造镁合金的塑性变形特点。为消除枝晶(Mg17Al12)以改善合金组织的不均匀性,需对合金铸锭进行固溶处理(683K,保温60h)。在变形温度为473K~673K,应变速率为0.005s-1~5s-1条件下,采用Gleeble-1500D热/力模拟试验机对AZ91D镁合金进行热压缩实验,以研究其流变应力行为;采用X射线衍射分析(XRD)、金相分析(OM)和透射分析(TEM)等测试手段研究了合金的组织特点及其变形机制;采用加工图理论确定了合金合理的加工参数。主要结论如下:1.AZ91D镁合金热压缩时,其流变应力受变形温度和应变速率的影响显著,且随变形温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大,流变应力曲线呈现出明显的动态再结晶特征。上述合金的热变形过程是受热激活控制的,其流变应力(σ)与变形温度(T)和应变速率((?))之间满足双曲正弦关系,即可采用Zener-Hollmon参数(简称Z参数)来描述合金在热变形过程中的流变应力行为。通过回归分析求得Z参数的表达式及合金的流变应力方程分别为:2.通过对AZ91D镁合金热变形组织进行金相、透射分析,可以看出变形温度和应变速率对其组织均有显著影响,不同温度阶段其变形机制也有所不同。当温度为473K时,合金组织以剪切带和孪晶为主。应变速率越高,剪切带、孪晶的交错程度越高,其变形方式主要为位错滑移和孪生;温度为573K时,合金组织整体表现为变形晶粒和再结晶晶粒共存,呈现出典型的“项链”状组织特征。而当温度达到673K时,合金组织则以再结晶晶粒为主,且晶粒呈现出明显的长大趋势。应变速率越高,再结晶晶粒尺寸越小且混晶程度越高,其变形方式为位错滑移。3.基于动态材料模型及加工图理论,并利用热压缩实验的数据分别绘制了AZ91D镁合金在真应变为0.1~0.4时的功率耗散图、失稳图和加工图,分析了各图中耗散系数(η)和失稳系数(ξ)与变形条件之间变化规律,确定合金合理的加工参数大致为:变形温度为600K~660K,应变速率为0.02s-1~0.05s-1。