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镁合金是目前实际应用中最轻的金属材料,它密度小且具有高的比强度、比刚度及良好的铸造、减震、切削加工和尺寸稳定等性能,易于回收利用。镁合金的这些优点使其将成为21世纪重要的商用轻质结构材料。绝热剪切带是材料在高应变率加载条件下特有的失效形式,普遍存在于爆炸复合、高速侵彻和冲孔等涉及的高速变形过程中。它的出现意味着材料承载能力的大幅度降低甚至完全丧失,被认为是材料失效的前兆。镁合金是一种典型的强度较低、热导率较高的材料。按照通常的规律在外载荷作用下镁合金应该很难发生绝热剪切变形局域化过程及绝热剪切带。但此实验镁合金在高速冲击作用下可以产生变形局域化,包括孪晶带的变化和滑移的变化并且其形成条件与冲击速度(加载应变率)密切相关。为深入了解绝热剪切带与裂纹的关系,进而揭示镁合金AZ31在高速冲击载荷作用下局部变形的绝热剪切的特殊规律,本文采用分离式Hopkinson杆对AZ31镁合金的帽状试样进行冲击压缩试验,而后利用光学显微镜和扫描电镜技术分别对冲击后的AZ31试样进行观察,对未形成裂纹的试样、形成微孔洞的试样、以及随裂纹断裂的试样的剪切带的形成规律及微观结构变化进行变形机制分析,实验分析表明绝热剪切破坏要经过绝热剪切带内微孔洞形核、长大和相互联接形成裂纹等一系列演化过程。剪切带内位错对裂纹开裂有阻碍作用。实验结果表明绝热剪切带形成于最大剪应力方向,在冲击载荷不断增加的情况下,沿着切应力方向上的微孔洞和微裂纹不断长大,最后直至彼此相互连接成裂纹,最终导致材料的断裂。在对剪切带及周围组织的维氏硬度测量时发现,剪切带内细小晶粒区的硬度明显高于周围组织。剪切带内发生了动态再结晶,并形成了以等轴晶组成的剪切带。在位错及孪晶的相互作用下,形成了剪切带与基体之间的过渡区域。