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镁合金具有密度低、比强度高、比刚度高、减振降噪、储量丰富等优点,在航空航天领域具有广阔的发展前景。然而,传统的商用级镁合金普遍存在着强韧性低、力学性能各向异性明显等问题,很难满足飞行器等的轻量化需求。Mg-7Gd-5Y-1.2Nd-0.5Zr(EW75)合金是新型飞行器上的重要轻质材料。其中,动态变形性能是考核其服役安全性的重要指标。因此,本文主要研究EW75合金在不同温度梯度及应变速率下的变形机理,并根据实验数据进行Johnson-Cook(JC)本构方程和累积损伤方程拟合,模拟服役条件下EW75合金高应变率变形的全过程,为火箭、航天器等的发射提供必要的数据和设计依据。本文使用分离式霍普金森压杆实验装置,在应变速率为1000~2300s-1,温度为20~300℃下,对EW75镁合金挤压方向(ED)、挤压横向(TD)和垂直方向(ND)试样开展动态压缩实验,基于实验结果发现该合金所有的真应力-应变曲线均呈“C型”,表现为没有明显屈服点的连续屈服,以及没有明显的各向异性现象。“C型”曲线是由于不同微观机制主导下的正应变速率强化效应、应变强化效应和应变软化效应的综合体现。对EW75镁合金原始态和变形后的微观组织进行观察,发现稀土元素添加和多向锻造变形的EW75镁合金试样,沿TD方向的(0002)基面织构较弱,变形为以一种非基面滑移机制为主导多种不同微观机制参与的方式进行。沿ED与ND方向高速冲击压缩时,其主要微观变形机制为锥面滑移和柱面滑移,辅助变形机制为锥面<c+a>滑移、基面滑移、{10(?)2}拉伸孪晶、动态再结晶(DRX)、晶界滑移;沿TD方向高速冲击压缩时,其主要微观变形机制为锥面<c+a>滑移,辅助变形机制为锥面滑移、柱面滑移、基面滑移、{10(?)2}拉伸孪晶、DRX、晶界滑移。其中,DRX机制随温度的升高所占比重增加,但即使当温度达到300℃时,晶粒尺寸仍不均匀,没有达到完全再结晶。经多向锻造变形后,EW75镁合金显微组织主要由平均晶粒度为4.45μm的等轴细晶区和平均晶粒度约为0.5μm的细晶带组成。通过施加承压环,研究了2300s-1应变率和不同应变量下沿ED方向动态变形组织的演化,发现在变形初始阶段,尽管沿TD方向的拉应力有利于{10(?)2}拉伸孪晶的萌生,超细晶带中的非基面滑移机制首先开始启动,以柱面滑移、锥面滑移和锥面<c+a>滑移等的多机制模式参与变形;当变形量超过某一应变临界值(7%)时,等轴细晶区内的各种微观变形机制相继开始启动,{10(?)2}拉伸孪晶、基面滑移和锥面<c+a>滑移首先启动,随后是连续的动态回复和DRX。在相同应变(7%)下,随着应变率的增加,超细晶带内各种非基面滑移和等轴细晶区的{10(?)2}拉伸孪晶,基面滑移,柱面滑移和锥面<c+a>滑移的发生概率增大,变形热随着应变率的提高驱使动态回复和DRX的趋势有所提高。基于EW75合金高应变率变形中伴随应变量衰减的DRX软化项,并根据准静态和高应变速率下的压缩真应力-应变曲线,建立了如下包括应变软化衰减项的JC本构方程和累积损伤方程,并对其中各参数值进行了拟合。发现基于本构方程修正模型的拟合结果,与不同应变速率下各温度的高速冲击压缩真应力-应变曲线的实测结果符合更好。本文还基于修正和拟合后的EW75镁合金JC本构方程和累积损伤方程,应用LS-DANY商业软件对帽状试样沿ED、TD和ND方向加载时的局域剪应力下的变形过程进行仿真,发现变形基本发生在剪应力集中区域。通过施加承压环的高速冲击压缩应变量截断实验发现,对不同应变量下的微观组织进行观察,发现当应变达到一定程度时,裂纹在局域变形区萌生,并随应变量增加而扩展,且实测结果与数值仿真结果符合较好。