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镁合金是很有吸引力的最轻的一类金属结构材料,它们在汽车、机车和航空工业上的应用有广阔的前景。镁是密排六方结构,只有有限的滑移系,又缺乏有效的强化相,限制了镁合金比强度的大幅度提高。目前细化晶粒成为优先考虑用来提高镁合金强度和塑性的一种有效手段,已有的研究表明,等通道角挤压工艺(ECAE)容易实现深度塑性变形。经ECAE变形后镁合金的延伸率提高,但合金的强度却明显降低,综合提高镁合金的强韧性依然非常困难。另外,对ECAE变形过程中Mg-Al-Zn镁合金金的微观组织演变及晶粒细化机制的研究也比较薄弱,而对ECAE变形后细晶粒镁合金的室温变形机制的理解也不够清晰。本文旨在研究ECAE变形过程中Mg-Al-Zn系镁合金的微观组织演变和变形后合金力学性能。重点讨论ECAE变形过程中合金的晶粒细化机制,变形后合金的室温变形及断裂机制,以及第二相粒子对微观组织演变及力学性能的影响,以期提出改善Mg-Al-Zn系镁合金室温强韧性的有效方法及理论。为此,选取了应用比较广泛的挤压态Mg-Al-Zn系列镁合金,AZ31、AZ61及AZ91合金作为研究对象。采用金相显微分析(OM)手段以及室温静态拉伸测试,探讨了Mg-Al-Zn系镁合金室温强韧性与晶粒大小、ECAE变形工艺之间的关系,寻求改善合金强韧性的有效途径;采用OM、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射技术(EBSD)以及透射电子显微术(TEM)从不同尺度分析了ECAE变形过程中镁合金的组织演变规律,探讨了ECAE变形过程中Mg-Al-Zn系镁合金的晶粒细化机制;采用X射线衍射技术分析了ECAE变形过程中织构的演变,讨论了织构对镁合金力学性能的影响;采用原位拉伸-SEM分析方法研究了镁合金在室温拉伸变形过程中的组织演变,讨论了合金室温变形行为。通过对比AZ31、AZ61和AZ91合金ECAE变形后的微观组织和力学性能,分析讨论了第二相粒子对ECAE变形过程中组织演变和变形后合金力学性能的影响。结合微观组织分析与力学性能结果综合讨论了影响镁合金室温强韧性的关键因素。取得如下结果:AZ31镁合金经ECAE变形后,镁合金晶粒明显细化。变形后合金室温延伸率随晶粒细化而提高,但合金的屈服强度随晶粒细化而降低,与Hall-Petch关系的趋势