镁合金是最轻质的工程合金,在车辆交通、医疗器械、国防军工和通信电子等领域有着广泛的应用前景。然而镁合金的工程应用受限于室温塑性差、加工成本高等缺陷。研究表明,镁合金在成形过程中施加脉冲电流可以有效的降低其流动应力,提高自身成形性。与传统镁合金的温热成形相比,此方法更加高效、节能,大大降低了加工成本。这使得电致塑性辅助加工替代传统的热加工成为可能。目前脉冲电流对微观组织的影响规律及其机理的研究尚显缺乏,脉冲电流应用于工程实际的理论基础较为薄弱,阻碍了电致塑性加工工艺的应用与发展。针对上述问题,本文以脉冲电流辅助单轴拉伸(通电拉伸)试验为基础,探索了Mg-3Al-1Sn-1Zn(ATZ311)镁合金在不同脉冲电流下的力学性能、微观组织,揭示出脉冲电流对力学性能和微观组织的影响规律;并建立起宏观力学性能和微观组织之间的联系,进一步揭示了脉冲电流下塑性变化的微观机理。同时,通过研究预置孪晶ATZ311镁合金在脉冲电流下的动态再结晶行为,揭示了脉冲电流下的孪晶动态再结晶机制。得出的结论主要有:(1)通电拉伸时,ATZ311镁合金试样的抗拉强度与延伸率随峰值电流密度的变化规律不一致:抗拉强度呈现逐渐减小的趋势,从不通电时的～264 MPa降到峰值电流密度为50 A/mm~2的～52 MPa;而延伸率则呈现出先增大后减少的趋势,峰值电流密度为30 A/mm~2时,延伸率最大(ε≈36%)。(2)脉冲电流会对ATZ311镁合金的微观组织产生影响:峰值电流密度为20A/mm~2时,由于没有发生明显的动态再结晶行为,因此组织中晶粒较为粗大,织构强度较大,为11.2;峰值电流密度为30、40 A/mm~2时,发生显著的动态再结晶行为,分别使晶粒细化到～15μm和～20μm,织构也有所弱化,分别弱化到10.3、5.2;峰值电流密度为50 A/mm~2时,输入能量较高,促进了DRX晶粒的长大,平均晶粒尺寸增大到了～53μm,同时织构强度也随之增强,增强至16.6。(3)不同峰值电流密度下,ATZ311镁合金的变形机制和动态再结晶机制有所不同。变形机制:小峰值电流密度下(20 A/mm~2)为滑移和孪生;峰值电流密度升高至30 A/mm~2时,变形前期时(?<16%),主要为滑移和孪生,变形后期时,转变为滑移;当峰值电流密度继续升高时(40 A/mm~2、50 A/mm~2),以滑移为主。动态再结晶机制:峰值电流密度为30 A/mm~2时,以连续动态再结晶为主;峰值电流密度为40、50 A/mm~2时,连续动态再结晶与非连续动态再结晶同时发生。(4)脉冲电流下ATZ311镁合金塑性的变化是由多个因素所决定的。峰值电流密度达到某一值后(≥30 A/mm~2),ATZ311镁合金的非基面滑移被激活,同时发生动态再结晶,从而促进塑性变形。但施加较大峰值电流密度(40 A/mm~2、50A/mm~2)的脉冲电流时,试样会较早的进入不均匀变形阶段,使变形局限在缩颈区域;此外,拉伸后期较高的温度,会引起组织恶化(晶粒长大),甚至局部熔化。这两点导致大峰值电流密度下,延伸率相比30 A/mm~2时有所下降。(5)预置孪晶的ATZ311镁合金在通电拉伸和高温拉伸时,微观组织变化规律相似,再结晶分数逐渐增加,孪晶分数逐渐减少;且均在二次孪晶和压缩孪晶处观察到明显的DRX晶粒,而拉伸孪晶处却没有发现。另外,在5%应变时通电拉伸发生了动态再结晶现象,而高温拉伸却没有,推测这是由于脉冲电流中的纯电致塑性效应所导致的。