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镁及其合金具有较高的比刚度、减震性、电磁屏蔽性、易切削等优点,在交通工具、电子产品等领域上获得广泛的应用。但是,由于其滑移系少,阻碍了镁合金的推广和应用。所以深入研究镁合金的变形机理具有重要的意义。本文以挤压态AZ31镁合金作为研究对象,在应变分别为0.1、0.2、0.5、0.7和1,温度分别为300℃、350℃、400℃和450℃,应变速率为0.03s-1和0.3s-1的条件下进行热压缩实验,开展对该合金孪生变形、动态再结晶和流变软化的研究。得到以下结论:采用电子背散射衍射技术(Electron Backscattered Diffraction,EBSD)和 HKL-EBSD系统分析软件采集不同变形条件下晶粒和孪晶的欧拉角,确定这些晶粒和孪晶在(0002)极图中的位置并标定孪生的类型,结果表明拉伸孪生的数量随温度的升高和应变速率的降低而减少。根据孪生的形成原理,采用镜面变换矩阵确定孪生变体的具体类型。通过计算母相晶粒产生六种孪生变体的斯密特因子,发现斯密特因子不是评判孪生变体在母相中的形成的唯一标准。在中低温下,孪生的形成主要与协调应变中的应变张量Exy有关;在高温下,孪生的形成主要与协调应变中的应变张量Ezx有关;提出了协调应变与斯密特因子相结合的方法,并通过该方法发现了孪生的形核位置与孪生对形核边界晶粒产生的协调应变有关,同时也与形核边界晶粒的主要变形机制有关。挤压态AZ31镁合金在热压缩过程中发生了晶界弓出的不连续动态再结晶以及“拉伸孪生”诱导的动态再结晶。通过分析微观组织演变图,获得了实测动态再结晶分数,结果表明实测动态再结晶分数随温度的升高和应变的增加而增加。由取向成像图可知孪生边界和孪生内部存在细小的动态再结晶晶粒。片层状的孪晶将晶粒分割成几个部分,随着动态再结晶的发生,新晶粒逐渐吞噬孪晶,使得孪晶逐渐失去其原有形貌。随着温度的降低和应变速率的增加,孪晶数量增加,从而提供更多的形核位置,引起晶粒细化。采用X-射线衍射技术(X-Ray Diffraction Technique,XRD)获得取向分布图(Orientation Distribution Figure,ODF)和宏观织构演变图。使用ODF图计算和分析主要织构类型,结果表明随着变形的增加织构由(01-10)[0001]为主的纤维织构逐渐转化为以(0001)[0001]和(01-10)[0001]为主的基面织构。提出对多项式拟合后的流变应力曲线进行二阶求导,获得孪生和动态再结晶的临界值,其结果表明孪生早于动态再结晶发生。提出计算基面滑移、棱柱面滑移、.二阶锥面滑移和拉伸孪生的斯密特因子在(0002)极图中的等高线,并将其加载到宏观织构演变图中进行分析,发现在整个变形过程中主要的变形机制是基面滑移,而在变形初期拉伸孪生和二阶锥面滑移是次级变形机制;随着变形的继续,棱柱面滑移代替拉伸孪生成为次级变形机制。通过分析基面滑移的临界剪切应力(CRSS,Critical Resolved Shear Stress)和平均斯密特因子(m)的比值CRSS/m随应变的变化趋势表明,在变形的前20%,基面滑移的CRSS/m比值迅速下降并且趋于稳态值。综合动态再结晶、宏观织构演变、宏观斯密特因子和EBSD分析结果可知,热压缩变形过程中流变软化主要是由孪生和织构演变引起,只有少部分由动态再结晶引起,并成功的建立了流变应力曲线说明图。