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镁合金是目前工业应用中最轻的金属结构材料之一。含铝量为8%的AZ80镁合金是典型的高强度和可进行淬火时效强化的合金，具有良好的应用前景。但是目前镁合金的热处理时间较长，强化效果有待进一步提高。而随着传统热处理工艺所暴露出的对优化材料组织性能的局限性，近年来，在热处理中引入弹性应力成为改善材料力学性能的新方法。本文采用AZ80镁合金，对其进行应力球化工艺及机制研究。首先确定了镁合金固溶和球化工艺的参数，并通过高温拉伸曲线确定了球化中加载的弹性应力数值范围，确定了具体的试验工艺。并对试验后的合金进行了力学性能测试和组织的观察与分析。分别讨论了球化时间、球化温度、炉冷工艺和球化应力对合金力学性能的影响，找出了最佳的球化工艺，并对合金的各个组织状态进行了金相、SEM和TEM观察，通过XRD、EDS和菊池线分析鉴定了物相和元素成分及含量，对拉伸试验后的断口进行了断口金相分析和断口扫描分析。最后分别探讨了应力球化对合金力学性能的影响、应力球化机制和合金断裂机制。研究表明，AZ80镁合金最佳的球化工艺为：固溶400℃-10h后炉冷至240℃，空冷后进行240℃-2h-35MPa球化；应力球化后维氏硬度达到85.9，屈服强度、抗拉强度和延伸率分别是93.2MPa、199.2MPa和11.4%，同比无应力球化处理，分别提高了2.3%、23%、4.3%、4.5%。应力球化后的组织是由连续析出相和部分球化的不连续析出相分布在镁合金基体上所组成的。在球化中，发生了层片状不连续析出相的球化和连续析出相的析出。同比无应力球化，应力球化合金的不连续析出相的层片球化程度更高，连续析出相形核更多、尺寸更大，弹性应力促进了球化过程和析出长大过程。在应力球化中，弹性应力并没有导致新相生成。弹性应力分别作用于层片的长宽厚方向，增加了不连续析出相层片的应变能，促进了层片的断开并使层片扭曲变形，且弹性应力有利于铝原子按空位机制的扩散，促进了连续析出相的长大。