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镁合金作为目前工业应用最轻的金属结构材料,已广泛用于航空航天、交通运输、电子等众多领域。其中,铸造镁合金应用较为广泛,变形镁合金应用较少,原因是镁特殊的密排六方结构,变形镁合金室温塑性差且存在着严重的各向异性,导致其成型能力比较差,不利于其的后续加工及应用,从而阻碍了变形镁合金的发展,限制了镁合金的大规模的工业应用。尽管可以通过加入一定量的稀土元素(RE)获取性能优良的变形镁合金,但由于较高成本,依然不利于大规模的广泛应用。因此,开发出成本低且室温下力学性能优良的变形镁合金,已成为当前镁合金研究的热点。 本文以发展低成本高性能变形镁合金为出发点,采用金相显微镜(OM)、电子背散射衍射技术(EBSD)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射技术(XRD)等分析手段系统研究了挤压、轧制制备(多道次小应变热轧SSR、大应变热轧LSR)的Mg-xAl-1Mn (x=1, 3, 6, 9)合金板材的组织与性能。主要结果如下: ① 挤压板材的YS以及UTS随着Al含量的升高而增大,FE随着Al含量增加先升高后降低。在Al含量为6 wt.%时,FE达到最大值,ED、DD、TD方向的FE 分别为 23.2%、24.8%、20.1%。AM91 合金展现出优良的综合力学性能,ED、DD、TD方向的YS分别为199 MPa、207 MPa、220 MPa,UTS分别为308 MPa、307 MPa、319 MPa,FE分别为20.9%、20.1%、19.2%,同时各向异性最弱,IPA为7.7%;同时第二相的数量随着Al含量的升高而增加,AM91合金中出现Mg17Al12相。 ② SSR轧态板材室温YS以及UTS随着Al含量的升高而增大。退火后,AM31合金的YS以及UTS要高于AM61的YS以及UTS。AM31合金FE最高,RD、DD、TD方向的FE分别为21.5%、20.3%、20.9%。此外,随着Al含量的升高, IPA先减小后升高,与织构的变化相对应。AM61合金的织构最弱,IPA值最小,为8.4%。 ③ 随着Al含量的增加,SSR轧态板材的室温Erichsen值呈现出先上升后降低的趋势。当Al含量为3 wt.%时,Erichsen值最大,为2.4。板材退火后,Erichsen值明显升高,其趋势与轧态板材的Erichsen值变化趋势相同,当Al含量为3 wt.%时,Erichsen值达到最大,为5.3。 ④ 随着Al含量的升高,挤压、SSR轧态以及SSR退火板材的织构先降低后升高,当Al含量为6 wt.%时,织构最弱。 ⑤ AM91 LSR板材退火后的FE高于于SSR退火板材,RD、DD、TD方向的FE分别为19.5%、21.8%、20.0%。同时,LSR板材退火后的织构以及各向异性更弱,IPA为5.0%。