【摘 要】
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镁具有密排六方结构,室温下仅有两个独立的滑移系,不能满足Von-Mises准则（等轴多晶体材料发生均匀塑性变形至少需要5个独立滑移系）,因此室温塑性较差。柱状晶具有类似双晶体的特征,形变时晶界处约束条件仅为3个,有利于相邻晶粒协调变形。故本文利用定向凝固技术制备了柱状多晶镁合金,并对实验合金进行室温和高温拉伸实验,利用EBSD手段研究了变形组织,探讨了柱状晶初始取向和变形温度对定向凝固镁合金力学性
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镁具有密排六方结构,室温下仅有两个独立的滑移系,不能满足Von-Mises准则（等轴多晶体材料发生均匀塑性变形至少需要5个独立滑移系）,因此室温塑性较差。柱状晶具有类似双晶体的特征,形变时晶界处约束条件仅为3个,有利于相邻晶粒协调变形。故本文利用定向凝固技术制备了柱状多晶镁合金,并对实验合金进行室温和高温拉伸实验,利用EBSD手段研究了变形组织,探讨了柱状晶初始取向和变形温度对定向凝固镁合金力学性能、形变机制的影响。研究结果表明:定向凝固柱状多晶镁合金室温变形时其滑移以基面滑移为主。若柱状晶晶粒处于“软取向”（基面滑移取向因子>0.3）,变形时以{1012}拉伸孪生协调变形,因{1012}拉伸孪晶临界分切应力（CRSS）低、且易合并扩展,缓解变形过程应力集中,故初始取向为“软取向”晶粒的柱状多晶Mg-6.0Gd-0.5Y合金变形时具有较低的抗拉强度（104.0MPa）和高的断后延伸率（32.8%）。若柱状晶晶粒处于“硬取向”（基面滑移取向因子<0.3）,变形时以{1011}压缩孪生和{1011}-{1012}双孪生协调变形,因压缩孪晶CRSS大、且孪晶界不易扩展,故初始取向为“硬取向”晶粒的柱状多晶Mg-4.78Zn-0.45Y-0.10Zr合金变形时具有较高的抗拉强度（213.4 MPa）和低的断后延伸率（6.4%）。而柱状多晶Mg-9.0Gd-0.5Y晶粒既有“软取向”又有“硬取向”,拉伸变形晶粒内部产生了拉伸孪晶和压缩孪晶,故其抗拉强度（127.2 MPa）低于Mg-4.78Zn-0.45Y-0.10Zr合金和断后延伸率（16.9%）低于Mg-6.0Gd-0.5Y合金。柱状多晶Mg-6.0Gd-0.5Y合金150℃～200℃高温拉伸变形时,应力-应变曲线与室温拉伸变形类似;250℃变形时塑性变形阶段依然发生加工硬化（抗拉强度和断后延伸率为73.6MPa和55.5%）,未发生动态再结晶。而柱状多晶Mg-4.78Zn-0.45Y-0.10Zr合金250℃形变时表现出明显的动态再结晶特征（抗拉强度和断后延伸率为76.2 MPa和26.9%）,故定向凝固Mg-6.0Gd-0.5Y合金中低温变形表现出良好的抗高温变形能力。柱状多晶Mg-6.0Gd-0.5Y合金350℃变形时表现出明显的动态再结晶特征,350℃变形时展现出优良的力学性能（抗拉强度40.9MPa和断后延伸率11 1.0%）。综上所述,柱状多晶Mg-6.0Gd-0.5Y合金既有良好的室温塑性变形能力又有优良的抗高温变形能力。
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