【摘 要】
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镁合金因其密度低,比强度高,阻尼减振性能好等优势,受到广泛应用,并逐步引起研究者的关注。挤压作为变形镁合金的一种重要成形方式,主要包括正向挤压和反向挤压。反挤压具有变形载荷较小,行程较短,变形较均匀等特点。相比于常规反挤压,非对称反挤压可以使合金在变形过程中的温度、应力、应变分布情况变得均匀,从而达到细化晶粒、弱化织构,改善合金力学性能的目的。因此,在常规反挤压的基础上,探究非对称反挤压工艺对改善
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镁合金因其密度低,比强度高,阻尼减振性能好等优势,受到广泛应用,并逐步引起研究者的关注。挤压作为变形镁合金的一种重要成形方式,主要包括正向挤压和反向挤压。反挤压具有变形载荷较小,行程较短,变形较均匀等特点。相比于常规反挤压,非对称反挤压可以使合金在变形过程中的温度、应力、应变分布情况变得均匀,从而达到细化晶粒、弱化织构,改善合金力学性能的目的。因此,在常规反挤压的基础上,探究非对称反挤压工艺对改善镁合金的组织性能具有重要意义。本课题首先利用DEFORM有限元数值模拟软件对Mg-Gd-Y-Zn-Mn高强镁合金非对称反挤压过程进行数值模拟,分析不同非对称反挤压方式（差温反挤压、旋转反挤压、梯度应变反挤压）对合金变形过程的影响,得到较为优异的非对称反挤压工艺参数,即差温反挤压:坯料温度为510°C,模具温度为360°C;旋转反挤压:旋转转速为1.0rad/s;梯度应变反挤压:模具侧壁凸出角度为90°。然后,同样利用有限元模拟的方式,研究Mg-Gd-Y-Zn-Mn高强镁合金在不同坯料温度和挤压速度下的差温反挤压变形过程,分析合金在变形过程中的温度场、应变场、应力场及成形载荷的变化规律,得到较为优异的差温反挤压工艺参数,即坯料与模具的初始温度分别为480°C、370°C,挤压速度为0.5mm/s。为后续进行Mg-Gd-Y-Zn-Mn高强镁合金差温反挤压实验提供理论指导。最后,进行了六组参数的合金差温反挤压实验,发现除VZ02合金（坯料温度为420°C,挤压速度为1.5mm/s）发生挤裂现象外,其余合金表面质量较好。相同参数条件下,合金的不同部位表现出不同的微观组织。合金在反挤压过程中均析出了层状LPSO相。EBSD表征结果显示挤压温度的升高和挤压速度的增大均能提高合金的再结晶程度,同时细化晶粒。IPF图显示合金的晶粒取向发生偏转,合金中存在的稀土织构能够起到弱化基面织构的作用。峰时效态的VZ05合金表现出较为优异的力学性能,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为505MPa、403MPa和3.5%,这主要是细晶强化、第二相强化（层状LPSO相和块状LPSO相）和时效强化共同作用的结果。
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