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镁合金因其低密度、高比强度、易回收利用等优异性能,在汽车、航空、航天及通讯等领域获得广泛关注。然而,与其他金属结构材料相比,镁合金室温下塑性差且易腐蚀,严重限制了其在各领域的大规模商业化应用。相关研究表明,将脉冲电流应用在金属变形过程中,可有效降低其变形抗力,提高难变形金属成形性。但是关于脉冲电流对镁合金组织性能影响及相关机制研究较少,因此本文以研究脉冲电流对AZ31镁合金组织及性能影响为目的,开展了通电拉伸实验,分析了脉冲电流对AZ31镁合金微观组织、力学性能及腐蚀性能影响,探索了脉冲电流参数与组织性能之间的定性关系,揭示了AZ31镁合金在脉冲电流作用下的动态再结晶机制。本文得出的主要结论如下:(1)通过AZ31镁合金在脉冲电流作用下的拉伸实验,研究拉伸过程中施加适值脉冲电流可细化晶粒,提高AZ31镁合金的延伸率,降低其抗拉强度和硬度,改变其断裂方式,并提高了AZ31镁合金的耐蚀性。组织及力学性能的变化程度,与脉冲电流参数有较大关系。平均晶粒尺寸和延伸率均随脉冲电流参数(脉冲电流密度、脉冲电流频率、占空比)增大呈现先减小后增大趋势,而抗拉强度和显微硬度则均随脉冲电流参数增大而减小。本实验条件下,最佳参数组合为电流密度20 A/mm~2、频率500 Hz、占空比0.3,此时AZ31镁合金的延伸率最大为~44.5%,平均晶粒尺寸为~4μm,抗拉强度(ultimate tensile strength,UTS)和屈服强度(yield strength,YS)分别为~174 MPa和~101 MPa,显微硬度为~60 HV。AZ31镁合金的抗蚀性的提高,主要归因于通入的脉冲电流促使合金发生动态再结晶,从而使组织均匀,组织内位错密度降低。(2)研究了不同脉冲电流密度AZ31镁合金试样温度的变化情况,结果表明脉冲电流密度越大,温度提高幅度越大,各试样温度均在断裂瞬间达到最大,电流密度分别为0、15 A/mm~2、17.5 A/mm~2、20 A/mm~2、22.5 A/mm~2、25 A/mm~2时,其断裂时温度分别为23oC、123oC、180oC、209oC、256oC、319oC。脉冲电流的热效应与非热效应共同促进AZ31镁合金发生动态再结晶,其中在最佳参数组合下,动态再结晶程度最高,其再结晶比例可达95.3%;在未通电拉伸和最佳参数组合下拉伸时基面织构最大强度分别为17.4和9.4,这种织构弱化作用可归因于AZ31镁合金在脉冲电流作用下发生的动态再结晶。脉冲电流引入带来的热与非热效应促进位错攀移运动速度,进而提高了再结晶形核率,与此同时热与非热作用降低了AZ31镁合金的形核所需能量,以上两点均有利于促进AZ31镁合金发生动态再结晶,从而提高AZ31镁合金的塑性变形能力。