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不同取向和形状的析出相对镁(Mg)合金有着显著不同的强化效果。以盘片状或板条状沿Mg基体基面分布的析出相对基面滑移的阻碍作用较差,导致其析出强化效果有限。与之相比,以盘片状沿Mg柱面分布的析出相可有效阻碍基面滑移,体现出了优异的析出强化效果。通过孪生-时效-去孪生(TAD)方法,Mg-Al系合金中沿基面分布的盘片状Mg17Al12相已被成功调控至柱面分布,显著提高了合金的屈服强度。由此可见,调控析出相取向是提高镁合金强度的有效策略之一,对于镁合金的推广应用具有重要意义。但上述方法是否适用于调控其他体系镁合金中的析出相取向还缺乏相关的实验验证,如Mg-Sn系合金中基面析出的板条状Mg2Sn相。同时,关于析出相取向调控对Mg基体的强化机制还缺乏系统且定量的研究。因此,本课题首先以具有强基面织构的Mg-5Sn(wt.%)板材为研究对象,采用TAD法成功将Mg-5Sn板材中基面析出的Mg2Sn相或全部调控至柱面分布、或调控至基面-柱面组合分布。然后,采用时效-孪生(AT)法对Mg-3Al-1Zn(wt.%,AZ31)板材中Mg17Al12相的取向实现了调控,简化了原有的析出相取向调控工艺。采用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术和透射电子显微镜(TEM)表征了析出相取向调控过程中微观组织的演变;采用室温单轴拉伸和压缩实验测试了含不同取向析出相样品的力学性能;基于沿基面分布和沿柱面分布的板条状Mg2Sn相的形貌和取向特征,构建了相应的Orowan强化模型,研究了不同取向的板条状析出相对镁合金中主要滑移系的强化效果,并在此基础上探讨了析出相取向调控对镁合金的强化机制。主要研究结果如下:1)Mg-5Sn板材中绝大部分基面析出相在经TAD调控后近乎平行于Mg基体的柱面。孪晶分析结果表明,柱面析出相能同时阻碍孪生的形核和长大。激活滑移系的统计结果表明,柱面析出相较基面析出相能有效阻碍基面滑移,使合金中基面滑移激活比例由83%下降至79%,但柱面析出相对柱面滑移的阻碍效果不理想,使合金中柱面滑移激活比例由2%上升至7%。Orowan模型理论计算结果与激活滑移系的统计结果一致。计算结果还表明柱面析出相对非基面滑移的强化效果较差,而基面析出相对非基面滑移有着较好的强化效果。柱面析出相对非基面滑移相对活性的增加以及对基面滑移的阻碍实现了Mg-5Sn合金强度和塑性的同时提高,其拉伸和压缩屈服强度(TYS和CYS)较直接时效态样品分别提高了80和70 MPa,主要强化机制包括柱面析出相强化(36 MPa),位错强化(33 MPa)和细晶强化(3 MPa);其压缩时的断后压缩率(CF)较直接时效态样品从8%提高至14%。2)Orowan模型计算结果表明,与板条状柱面析出相相比,板条状基面析出相虽然对基面滑移的阻碍效果差,但对柱面滑移和二级角锥面<c+a>滑移有着更好的强化效果。理论上,获得同时沿基面和柱面分布的组合析出相能同时阻碍镁合金中基面滑移和非基面滑移,从而进一步的提高镁合金的强度。通过控制TAD过程中孪生和去孪生的比例,使得在Mg-5Sn板材中同时存在三种析出相取向,其一为沿母晶基面分布的取向Ⅰ(20.4%),其二为沿退孪生后晶粒柱面分布的取向Ⅱ(68.3%),其三为沿孪晶基面分布的取向Ⅲ(11.3%)。TAD处理不仅促进了基面-柱面组合析出相的形成,还使合金的压缩屈服强度提高了129 MPa。理论上,基面-柱面组合析出相对基体的强化贡献了94 MPa,较单纯的柱面析出相对基体的强化效果(36 MPa)提高了160%;位错强化贡献了21MPa;细晶强化贡献了25 MPa。三种强化机制理论上总共贡献了140 MPa,与压缩屈服强度的实际提高值十分接近。3)AT法将AZ31板材中沿基面析出的盘片状Mg17Al12相成功调控至柱面分布,使得含柱面析出相的样品较直接时效态含基面析出相样品的压缩屈服强度和断后压缩率分别提高了40 MPa和5%,实现了强度和塑性的同时提高。对于强度的提高,柱面析出相强化贡献了15 MPa,细晶强化对其压缩屈服强度的提高贡献了12 MPa,其余的强化效果应归因于位错强化。而塑性的提高主要归因于柱面滑移与基面滑移的CRSS比值降低,促进了柱面滑移的激活并协调变形。