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镁合金目前作为绿色金属材料,其密度与其他金属材料相比更低,拥有导热性好、容易回收等优点。因此广泛应用于航空航天、汽车制造等领域,但是由于镁及镁合金在室温下滑移系少,难变形的特点极大地限制了其应用。为此,人们从组织结构和变形工艺方面采取多种措施来提高镁合金的塑性。本文采用Mg-2Y-0.6Nd-0.6Zr合金作为实验材料,首先采用等通道转角挤压对Mg-2Y-0.6Nd-0.6Zr合金进行大塑性变形挤压,其次在室温和超低温下轧制变形,最后对超低温轧制态镁合金进行退火处理,制备出多尺度微观组织Mg-2Y-0.6Nd-0.6Zr合金。利用OM、XRD、EBSD对不同轧制温度的显微组织进行表征,探讨了在室温和超低温的条件下,组织演变、孪晶变化与织构演变以及力学性能变化。同时,对超低温轧制态镁合金进行退火处理,初步研究孪晶在退火过程中的变化,阐述了不同退火条件下变形镁合金的微观组织结构演变规律以及其与力学性能之间的联系。主要研究结果如下:Mg-2Y-0.6Nd-0.6Zr镁合金在400℃和350℃进行4道次等通道转角挤压,由于机械剪切破碎与动态再结晶的作用,晶粒细化明显,平均晶粒尺寸为10μm。经过ECAP变形后,{1011}、{1010}、{0002}等衍射峰的强度都有大幅度的增强,特别是{1011}衍射峰,其强度相对变形前增强得更为明显。经过ECAP变形,镁合金的抗拉强度与延伸率分别为:181Mpa和28.5%。将挤压态Mg-2Y-0.6Nd-0.6Zr镁合金分别在室温和超低温下进行轧制,研究发现Mg-2Y-0.6Nd-0.6Zr合金在轧制后晶粒大小变化不大,但是可以明显发现有不同数量的孪晶出现。在微观织构方面,Mg-2Y-0.6Nd-0.6Zr合金在ECAP后,在{0001}极图上出现与挤压方向呈45°偏转的织构,其最强极密度为8.64,经过轧制后,织构位置逐渐发生偏转,在超低温轧制后转变为强基面丝织构,织构强度增加到10.78。在力学性能方面,由于孪晶、织构强化与加工硬化的共同作用,轧制态的镁合金的强度都有所提高,而超低温轧制下,其屈服强度与抗拉强度达到最高分别为216.21Mpa和245.89Mpa,但是延伸率大幅度降低。在相同变形量下,温度越低越能激发孪晶的产生,超低温轧制与冷轧相比孪晶更多,其中超低温轧制中孪晶的比例为4.234%,而室温轧制中孪晶的比例为2.445%。同时发现86o{101~—2}拉伸孪晶所占比例更高,说明在变形时拉伸孪晶比其他孪晶更容易启动。从Schmid因子看,随着变形温度的降低,Schmid因子从0.35降到0.28,晶体基面滑移越来越难以启动。室温轧制试样与超低温轧制试样的抗拉强度分别为218.04MPa,245.89MPa。超低温轧制态Mg-2Y-0.6Nd-0.6Zr合金经350℃退火处理后,随退火时间的增加,静态再结晶过程逐渐完成,由轧制变形中形成的形变晶粒与孪晶逐步转变为无畸变的等轴晶粒。其织构强度逐渐降低,从原来的10.78降低到4.18,织构的分布也由中心位置逐渐移动并分散,得到孪晶数量不同的Mg-2Y-0.6Nd-0.6Zr材料。在退火3min,6min时,其抗拉强度分别为198.8MPa、192.64MPa,10min后,Mg-2Y-0.6Nd-0.6Zr合金试样的抗拉强度由原来的245.89MPa降低到186.15MPa,但塑性明显提高,从原来的11%提高到29%。