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高锌含量的Mg-Zn-Mn系合金力学性能优异,但其塑性加工成形性能较差。因此,探索改善其塑性加工成形性能的方法对其推广应用具有重要意义。近年来,对Mg-Zn系合金进行Sn合金化的研究工作受到了广泛的关注,但关于少量Sn元素对高应变率变形条件下Mg-Zn合金组织和性能以及其动态再结晶机制影响的报道较少。本文以Mg-5Zn-1Mn-xSn(ZM51-xSn)合金为研究对象,采用高应变速率轧制技术制备合金板材,研究少量Sn元素(0-1.5mass%)添加对该合金板材显微组织和力学性能的影响,并通过热压缩模拟实验深入研究少量Sn元素在高应变速率的条件下对该合金动态再结晶(Dynamic recrystallization,DRX)形核与长大机制的影响。这些研究结果可以为细晶镁合金板材组织和性能的调控提供依据。论文得到的主要结论为:(1)在高应变速率变形过程中,高密度的位错诱导析出了大量细小弥散分布的析出相。当Sn含量低于0.9mass%时,合金中主要存在盘状的MgZn2相和棒状的α-Mn相,而不规则形状的Mg2Sn相出现在含1.2mass%Sn及以上的合金中。由于更高体积分数的析出相对亚晶界和晶界具有更强的钉扎效应,DRX晶粒尺寸随Sn含量的增加逐渐减小。Sn元素具有降低镁合金孪生形核所需驱动力的作用。(2)轧制态ZM51-0.9Sn合金板材的综合力学性能最优,其抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为358MPa,262MPa和20.4%。其强度的提高可归结于高体积分数的再结晶组织(95%)、细小的DRX晶粒(1.22μm)、大量细小弥散分布的析出相和基体中的残余位错。(3)DRX的临界应变量随Sn含量增加先减小后增大,而DRX体积分数则相反,最有利于DRX的Sn含量为0.9mass%。在高应变速率条件下所有含Sn合金的再结晶机制均为以孪晶形核为主的连续DRX,孪晶内部的高密度位错通过动态回复作用依次形成胞状组织、亚晶粒,亚晶粒通过旋转形成DRX核心。(4)Sn元素影响DRX过程的实质是通过影响孪晶密度、层错能和析出相体积分数来调控DRX形核速率和核心长大速率。溶质Sn原子通过增加孪晶密度来增加DRX形核位置,并通过降低镁合金的层错能促进DRX核心的长大。位错诱导析出相的体积分数随Sn含量的增加而增大,产生的钉扎作用阻碍了位错线通过回复作用形成胞状组织的过程以及抑制了亚晶的旋转和长大过程。