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镁合金由于具有密度小、比强度大、阻尼性好等优点而备受关注,但是在室温条件下,镁合金的延伸率和抗拉强度较低,耐蚀性和耐磨性较差。因此,如何制备高性能镁合金得到学者和研究人员的广泛关注。大塑性变形工艺由于具有较强的细晶强化能力,同时可以减少材料的内部缺陷,改善和提高材料的性能,近年来,常被用于镁合金的制备。本文对一种新的大塑性变形工艺-连续变通道直接挤压成形,进行研究。分析其加工的AZ31镁合金的微观结构和性能,对挤压件的变形机理进行了深入探究。首先,为了和连续变通道直接挤压得到的AZ31镁合金的微观组织和力学性能做对比,同时介绍分析方法和原理,本文对挤压态AZ31镁合金的微观组织和性能进行深入的研究和分析。研究表明:挤压态AZ31镁合金表现出较高的屈服强度,较低的抗拉强度和延伸率,力学性能总体较差,这是由挤压态AZ31镁合金狭长粗大的晶粒、不均匀的微观组织、大量粗大的拉伸孪晶、较强的挤压织构以及不均匀的析出相粒子所导致的,同时挤压态AZ31镁合金中再结晶的晶粒数目较少,大部分晶粒为变形晶粒。其次,通过改变模具型腔,对三种不同局部应变量的二阶过渡模连续变通道直接挤压的AZ31镁合金的微观组织和性能进行对比研究。研究发现:与挤压态AZ31镁合金相比,不同局部应变量的二阶连续变通道挤压AZ31镁合金的晶粒明显细化,组织均匀性得到改善,抗拉强度和延伸率明显提高。由于局部应变量不同,挤压件的微观结构和织构存在较大差异。方案一的微观组织最均匀,平均晶粒尺寸最小。方案一、方案二和方案三形成的织构类型分别为:<21-36>丝织构、<0001>//ND丝织构和<10-14>丝织构。同时三种方案的变形机理也不尽相同,方案一、二中以滑移和孪生变形为主,方案三中主要为滑移。通过沿挤压方向的单向拉伸实验结果表明:方案一的抗拉强度和延伸率最大。由此可知:合理的模腔结构可以进一步改善AZ31镁合金的力学性能。最后,通过增加过渡模数量,研究了三阶过渡模的连续变通道直接挤压成形工艺,同时对AZ31镁合金三阶连续变通道直接挤压成形的微观结构特征和力学性能进行分析。研究结果表明:三阶连续变通道直接挤压能有效细化晶粒,改变织构类型,弱化织构强度。与挤压态AZ31镁合金相比,经过三阶连续变通道挤压后AZ31镁合金发生了显著的再结晶行为,同时形成了窄条状的{10-12}(86.3°<11-20>)拉伸孪晶。等轴细小的晶粒、均匀的组织和弱化的织构导致AZ31镁合金韧性的提高。与细晶强化相比,弱化的基面织构和基面滑移对屈服强度的降低起到了主要作用。