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等径角挤压对ＡＺ３１镁合金组织及力学性能的影响６９等径角挤压对ＡＺ３１镁合金组织及力学性能的影响ＥｆｆｅｃｔｏｆＥｑｕａｌＣｈａｎｎｅｌＡｎｇｕｌａｒＥｘｔｒｕｓｉｏｎｏｎｔｈｅＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＡＺ３１ＭａｇｎｅｓｉｕｍＡｌｌｏｙ胥广亮，陈国清，周文龙，付雪松，任晓，孙中刚（大连理工大学材料科学与工程学院，辽宁大连１１６０２４）———ＸＵＧｕａｎｇｌｉａｎｇ，ＣＨＥＮＧｕｏｑｉｎｇ，ＺＨＯＵＷｅｎｌｏｎｇ，——ＦＵＸｕｅｓｏｎｇ，ＲＥＮＸｉａｏ，ＳＵＮＺｈｏｎｇｇａｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ１ａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｄａｌｉａｎ１６０２４，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）摘要：研究了电磁连铸ＡＺ３１镁合金沿Ａ路径经常规等径角挤压（ＥＣＡＥ）和两步ＥＣＡＥ变形后的微观组织与力学性能。结果表明：与预挤压态相比，常规ＥＣＡＥ态合金随着挤压道次的增加，晶粒不断细化，伸长率不断提高，但屈服强度与抗拉强度逐渐降低；两步ＥＣＡＥ可以使晶粒进一步细化，伸长率、屈服强度与抗拉强度均提高。伸长率、屈服强度与抗拉强度的改变与ＡＺ３１镁合金经两步ＥＣＡＥ变形后位错密度增加有关。关键词：电磁连铸ＡＺ３１镁合金；两步等径角挤压；Ａ路径；微观组织；力学性能中图分类号：ＴＧ３７９文献标识码：Ａ文章编号：１００１－４３８１（２０１１）０２～００６９－０４—Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｅａｓｔＡＺ３１ｍａｇ—ｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｐｒｏｃｅｓｓｅｄｂｙｅｑｕａｌｃｈａｎｎｅｌａｎｇｕｌａｒｅｘｔｒｕｓｉｏｎ（ＥＣＡＥ）ａｎｄｔｗｏｓｔｅｐＥＣＡＥｉｎｒｏｕｔｅＡ—ｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｇｒａｉｎｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｐａｓｓｎｕｍｂｅｒ．Ｔｈｅｅｌｏｎｇａｔｉｏｎｗａｓｉｍｐｒｏｖｅｄ，ｂｕｔｔｈｅｙｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｄｅｃｒｅａｓｅｄ．—Ｏｎｔｈｅｃｏｎｔｒａｒｙ，ａｆｔｅｒｔｗｏｓｔｅｐＥＣＡＥｍｕｃｈｆｉｎｅｒｇｒａｉｎｓｉｚｅｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ，ｔｈｅｙｉｅｌｄ—ｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｗｅｒｅｅｎｈａｎｃｅｄｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓａｍｐｌｅｏｆａｓｅｘｔｒｕｄｅｄ．Ｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｔｈｅｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ，ｔｈｅｙｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｉｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎｄｅｎｓｉｔｙ．——Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔＡＺ３１ｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙ；ｔｗｏｓｔｅｐＥＣＡＥ；ｒｏｕｔｅＡ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ：ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ镁合金在航空航天、汽车、３Ｃ等领域具有广泛的应用前景。然而，镁是密排六方晶体结构，导致镁合金塑性变形能力较差。研究表明细小等轴晶粒组织能改善镁合金的塑变能力和力学性能，细化晶粒成为提高镁合金综合性能的最有效方法之一。与传统的大塑性变形加工方法相比较，等径角挤压（ＥｃＡＥ）法能使材料经历较高的塑性应变，而不改变其横截面尺寸，容易实现深度塑性变形。通过热加工与动态回复再结晶相结合使晶粒细化，获得亚微米或纳米级晶粒］。以Ｂｃ（每道次间试样沿挤压方向顺时针旋转９０。）为ＥＣＡＥ挤压路径，随着挤压道次增加，材料的晶粒不断细化、伸长率不断提高，但屈服强度与抗拉强度却逐渐下降［３－－７］。对于ＡＺ３１镁合金，每一种ＥＣＡＥ路径细化晶粒的效果相同，但形成不同的织构，其中唯有路径Ａ（每道次间试样不旋转）能够提高强度＿８］。Ｚａｎ等［１认为挤压温度是影响微观组织和力学性能的重要因素，降低ＥＣＡＥ的挤压温度，ＡＺ３１镁合金屈服强度提高而室温塑性下降。ＡＺ６１镁合金表现出相似的特点口Ｊ。常规ＥＣＡＥ可以使晶粒明显细化，但是镁合金的强度与塑性难以同时提高。为了改善ＡＺ３１镁合金的强韧性，设计两步ＥＣＡＥ工艺方法，研究挤压道次、挤压温度和路径对镁合金组织与性能的影响。实验方法坯料由常规挤压获得，挤压工艺：电磁连铸ＡＺ３１铸锭加工成１１０ｒａｍ×８０ｍｍ的圆柱坯；预热温度为