D0I:10.13374/1.issm100103.2008.03.02 第30卷第3期 北京科技大学学报 Vol.30 No.3 2008年3月 Journal of University of Science and Technology Beijing Mar.2008 变形参数对AZ31镁合金变形抗力的影响 丁睿蔡庆伍 魏松波 北京科技大学高效轧制国家工程研究中心，北京100083 摘要利用Gleeble-一1500热模拟试验机对AZ31镁合金在变形温度为250~400℃，变形速率为0.5~3.0s1下进行热变形 模拟实验，得到了A☑31镁合金真实应力一真实应变曲线，并通过光学显微镜观察了试样在变形中的微观组织.结果表明，动 态再结晶是该实验条件下晶粒细化的主要机制，变形参数影响了再结晶的程度· 关键词AZ31镁合金：变形抗力：热变形模拟：微观组织 分类号TG146.2:TG113.25 Effect of deformation parameters on the deformation resistance of AZ31 alloy DING Rui,CAI Qingwu,WEI Songbo National Engineering Research Center for Advance Rolling Technology,University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083,China ABSTRACT The hot compression behaviors of AZ31 magnesium alloy at 250~400C and a strain rate of 0.5~3.0swere inves- tigated by means of isothermal compression test on a Gleeble-1500 thermal mechanical simulator.The true strain-true stress curves of AZ31 alloy under different deformation conditions were obtained.The microstructure after deformation was observed by optical mi- croscopy.The results showed that dynamic recrystallization was a main mechanism responsible for grain refinement under the test conditions and was influenced by deformation parameters. KEY WORDS AZ31 alloy:deformation resistance:thermal deformation simulation;microstructure AZ31镁合金是目前应用最广泛的镁合金，它具 对变形抗力以及微观组织影响的研究较少一11.进 有良好的室温强度，良好的延展性以及优良的抗大 行AZ31镁合金塑性变形抗力的实验研究，可为轧 气腐蚀能力，与铸态镁合金相比，经过变形的AZ31 制变形工艺参数提供依据，从而优化生产工艺，提高 镁合金具有更高的强度，更好的延展性和力学性能， 产品质量，因此，通过选择适当的变形参数来研究 是目前常用的结构材料之一，尽管如此，由于镁合 镁合金的变形抗力的变化，从而确定合理的轧制变 金的密排六方晶体(hcp)结构使得镁合金在室温下 形工艺，提高镁合金热变形性能，充分发挥变形镁合 只有(0001)基平面上的两个可动滑移系，远低于均 金优点具有重大意义， 匀塑性变形所需的五个独立的滑移系，因此镁合金 在室温下的变形协调能力低，塑性差.但其在230℃ 1实验 以上时，由于原子振动的振幅加大，使得最密排面和 1.1实验材料 次密排面的差别减小，从而会产生新的滑移面和滑 实验所用的材料采用厚度为10mm的AZ31镁 移方向，使镁合金呈现明显的延性转变，塑性大幅度 合金挤压板，经过机加工，将其加工成尺寸为 提高.因此镁合金一般选择在较高的温度进行 8mm×(15士0.5)mm圆柱试样.材料的化学成分 变形. 见表1. AZ31镁合金的塑性变形抗力是轧制变形过程 1.2实验过程 最基本的参数之一，目前，涉及镁合金热变形参数 在Gleeble一l500热模拟试验机上进行圆柱体 单向压缩实验，考虑AZ31镁合金轧制变形温度范 收稿日期：2006-12-12修回日期：2007-03-18 围与轧制变形条件，实验温度范围选择在250~ 作者简介：丁睿(1981一)，男，硕士研究生：蔡庆伍(1955一)，男， 400℃，为了对轧制变形提供参考，变形速率范围的 教授 选择则考虑到在轧制变形条件下的变形速率。轧制
变形参数对 AZ31镁合金变形抗力的影响 丁 睿 蔡庆伍 魏松波 北京科技大学高效轧制国家工程研究中心北京100083 摘 要 利用 Gleeble－1500热模拟试验机对 AZ31镁合金在变形温度为250～400℃、变形速率为0∙5～3∙0s －1下进行热变形 模拟实验得到了 AZ31镁合金真实应力－真实应变曲线并通过光学显微镜观察了试样在变形中的微观组织．结果表明动 态再结晶是该实验条件下晶粒细化的主要机制变形参数影响了再结晶的程度． 关键词 AZ31镁合金；变形抗力；热变形模拟；微观组织 分类号 TG146∙2；TG113∙25 Effect of deformation parameters on the deformation resistance of AZ31alloy DING RuiCAI Qingw uW EI Songbo National Engineering Research Center for Advance Rolling TechnologyUniversity of Science and Technology BeijingBeijing100083China ABSTRACT T he hot compression behaviors of AZ31magnesium alloy at250～400℃ and a strain rate of 0∙5～3∙0s －1were investigated by means of isothermal compression test on a Gleeble-1500thermal mechanical simulator．T he true strain-true stress curves of AZ31alloy under different deformation conditions were obtained．T he microstructure after deformation was observed by optical microscopy．T he results showed that dynamic recrystallization was a main mechanism responsible for grain refinement under the test conditions and was influenced by deformation parameters． KEY WORDS AZ31alloy；deformation resistance；thermal deformation simulation；microstructure 收稿日期：2006-12-12 修回日期：2007-03-18 作者简介：丁 睿（1981－）男硕士研究生；蔡庆伍（1955－）男 教授 AZ31镁合金是目前应用最广泛的镁合金它具 有良好的室温强度良好的延展性以及优良的抗大 气腐蚀能力．与铸态镁合金相比经过变形的 AZ31 镁合金具有更高的强度更好的延展性和力学性能 是目前常用的结构材料之一．尽管如此由于镁合 金的密排六方晶体（hcp）结构使得镁合金在室温下 只有（0001）基平面上的两个可动滑移系远低于均 匀塑性变形所需的五个独立的滑移系因此镁合金 在室温下的变形协调能力低塑性差．但其在230℃ 以上时由于原子振动的振幅加大使得最密排面和 次密排面的差别减小从而会产生新的滑移面和滑 移方向使镁合金呈现明显的延性转变塑性大幅度 提高［1－4］．因此镁合金一般选择在较高的温度进行 变形． AZ31镁合金的塑性变形抗力是轧制变形过程 最基本的参数之一．目前涉及镁合金热变形参数 对变形抗力以及微观组织影响的研究较少［5－12］．进 行 AZ31镁合金塑性变形抗力的实验研究可为轧 制变形工艺参数提供依据从而优化生产工艺提高 产品质量．因此通过选择适当的变形参数来研究 镁合金的变形抗力的变化从而确定合理的轧制变 形工艺提高镁合金热变形性能充分发挥变形镁合 金优点具有重大意义． 1 实验 1∙1 实验材料 实验所用的材料采用厚度为10mm 的 AZ31镁 合金 挤 压 板．经 过 机 加 工将 其 加 工 成 尺 寸 为 ●8mm×（15±0∙5） mm 圆柱试样．材料的化学成分 见表1． 1∙2 实验过程 在 Gleeble－1500热模拟试验机上进行圆柱体 单向压缩实验．考虑 AZ31镁合金轧制变形温度范 围与轧制变形条件实验温度范围选择在250～ 400℃．为了对轧制变形提供参考变形速率范围的 选择则考虑到在轧制变形条件下的变形速率．轧制 第30卷 第3期 2008年 3月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．3 Mar．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．03．012
第3期 丁睿等：变形参数对AZ31镁合金变形抗力的影响 .259. 表1AZ31镁合金挤压板合金化学成分（质量分数） Table 1 Composition of AZ31 magnesium alloy extrusion sheets % Si Fe Cu Mn Ni Zn Mg 0.16 0.005 3.05 0.0034 0.22 0.0004 1.21 余量 条件下的变形速率可采用下式计算]： 速率取0.5,1,2,3s1.升温速度10℃s1,保 =2y△hR 温时间3min,相对压下量60%，试样变形完后 H+k (1) 水淬. 式中，V为轧制速度，msl;△h为道次压下量，R 将试样经机械研磨和抛光后，用苦味酸进行浸 为工作辊半径，m;H和h分别为轧前和轧厚的坯料 蚀，并在金相显微镜下观察其显微组织， 厚度，mm 参照实验室轧机的轧制速度范围，根据式(1)计 2结果与讨论 算，选择变形速率在0.53.0s-1 图1为在Gleeble一l500热模拟试验机上进行 按照上述方案将不同变形温度、不同变形速率 不同温度变形程度和变形速率下压缩实验得到的 进行组合，变形温度取250,300,350,400℃，变形 AZ31镁合金的真实应力应变曲线 160r 160r (a) (b) ·250℃ 120 120 -250℃ 300℃ 300℃ -350℃ 80 400℃ 400 ,350℃ 0 0 0.20.40.60.81.0 0 0 0.20.40.60.81.0 160 (e) 60d 120 120 250℃ 38 300℃ 80 350℃ 80 .350℃ 400℃ 6 400℃ 40 0.20.40.60.81.0 0.20.40.60.81.0 e 图1不同温度和应变速率下A231镁合金真实应厂真实应变曲线.(a)0.5:1:(b)11:(c)2:-1:(d)3。-1 Fig.I True stresstrue strain curves of AZ31 magnesium alloy at different hot compression temperatures and strain rates:(a)0.5s(b)1s; (e)21;(d3s1 由图1可以看出，存在一个临界变形量，当变形 表明在较大变形量下，再结晶引起的软化程度小于 量小于临界变形量时，随着变形程度的增加，变形抗 材料加工硬化程度， 力增加；当变形量大于临界变形量时，随着变形程度 2.1变形温度对变形抗力的影响 的增加，变形抗力降低，随着变形温度的增加，应力 随着温度的升高，降低了金属原子的结合力，因 随变形程度增大而增大的趋势变缓.这表明AZ31 此除了那些随温度变化产生物理一化学变化或相变 镁合金在变形过程中具有典型的动态再结晶特征， 的金属或合金之外，所有金属和合金的变形抗力都 在不同变形温度、变形速率下都存在一个临界变形 随温度的升高而降低14.由图1可以看出，在所有 量，当变形量超过临界变形量时，动态再结晶发生， 的变形速率下，变形抗力都是随温度的升高而降低， 应力明显降低：随着变形温度的升高，发生动态再结 这是因为温度越低，加工硬化率越高，回复软化越困 晶的临界应变值降低.同时当真应变>0.6时随 难，变形抗力高；温度越高，启动的滑移系越多，位错 着变形程度的增加，变性抗力又有上升的趋势，这 滑移和原子扩散容易进行，易于发生动态再结晶，变
表1 AZ31镁合金挤压板合金化学成分（质量分数） Table1 Composition of AZ31magnesium alloy extrusion sheets ％ Si Fe Al Cu Mn Ni Zn Mg 0∙16 0∙005 3∙05 0∙0034 0∙22 0∙0004 1∙21 余量 条件下的变形速率可采用下式计算［13］： ε · ＝ 2V Δh／R H＋h （1） 式中V 为轧制速度m·s －1 ；Δh 为道次压下量R 为工作辊半径m；H 和 h 分别为轧前和轧厚的坯料 厚度mm． 参照实验室轧机的轧制速度范围根据式（1）计 算选择变形速率在0∙5～3∙0s －1． 按照上述方案将不同变形温度、不同变形速率 进行组合．变形温度取250300350400℃变形 速率取0∙5123s －1．升温速度10℃·s －1保 温 时间 3min相对压下量 60％试样变形完后 水淬． 将试样经机械研磨和抛光后用苦味酸进行浸 蚀并在金相显微镜下观察其显微组织． 2 结果与讨论 图1为在 Gleeble－1500热模拟试验机上进行 不同温度变形程度和变形速率下压缩实验得到的 AZ31镁合金的真实应力－应变曲线． 图1 不同温度和应变速率下 AZ31镁合金真实应力－真实应变曲线．（a）0∙5s －1；（b）1s －1；（c）2s －1；（d）3s －1 Fig．1 True stress-true strain curves of AZ31magnesium alloy at different hot compression temperatures and strain rates：（a）0∙5s －1；（b）1s －1； （c）2s －1；（d）3s －1 由图1可以看出存在一个临界变形量当变形 量小于临界变形量时随着变形程度的增加变形抗 力增加；当变形量大于临界变形量时随着变形程度 的增加变形抗力降低．随着变形温度的增加应力 随变形程度增大而增大的趋势变缓．这表明 AZ31 镁合金在变形过程中具有典型的动态再结晶特征 在不同变形温度、变形速率下都存在一个临界变形 量当变形量超过临界变形量时动态再结晶发生 应力明显降低；随着变形温度的升高发生动态再结 晶的临界应变值降低．同时当真应变＞0∙6时随 着变形程度的增加变性抗力又有上升的趋势．这 表明在较大变形量下再结晶引起的软化程度小于 材料加工硬化程度． 2∙1 变形温度对变形抗力的影响 随着温度的升高降低了金属原子的结合力因 此除了那些随温度变化产生物理－化学变化或相变 的金属或合金之外所有金属和合金的变形抗力都 随温度的升高而降低［14］．由图1可以看出在所有 的变形速率下变形抗力都是随温度的升高而降低． 这是因为温度越低加工硬化率越高回复软化越困 难变形抗力高；温度越高启动的滑移系越多位错 滑移和原子扩散容易进行易于发生动态再结晶变 第3期 丁 睿等： 变形参数对 AZ31镁合金变形抗力的影响 ·259·
.260 北京科技大学学报 第30卷 形抗力低 因此在该温度下应变硬化率较高，随着温度升高到 图2为应变速率为0.5s-1条件下250~400℃ 300℃及以上温度时，没有明显大块的形变孪晶存 温度范围内AZ31镁合金的微观组织.从图2看出， 在，但由于变形程度的增加，使得在形变孪晶间仍然 在250℃时由于非基滑移系启动不够充分，从微观 发生了再结晶行为·由于非基滑移系充分启动可以 组织中可以观察到明显的孪晶，而在大孪晶晶粒的 使再结晶沿晶界顺利进行，并且温度越高，再结晶发 原始晶界处发生了动态再结晶，这些较大的形变孪 生越早，越充分；因此随着温度的升高，到达变形抗 晶的存在阻碍了位错的扩散，不利于再结晶的进行， 力峰值所对应的变形量也降低， (a) (b) 20m c) (d) 20μm 20m 图2AZ31镁合金在应变速率0.5：-1时不同温度下热压缩微观组织.(a)250℃；(b)300℃；(c)350℃；(d)400℃ Fig-2 Microstructures of AZ31 magnesium alloy after hot compression at strain rate of0.5s1.(a)250℃；(b)300℃；(c)350℃；(d)400℃ 当变形温度在400℃时，由于再结晶充分，在微 性变形过程中金属内部所发生的硬化与软化这一矛 观组织中已经没有明显的形变孪晶存在，基本上为 盾统一的结果.软化过程是回复再结晶过程，因而 细化的再结晶晶粒，这表明在该温度下进行轧制变 变形速率对变形阻力的影响是与温度密切相关的 形，将会产生提高轧件的塑性，使得轧制变形容易 再结晶不但同温度有关，而且与变形过程的时间有 进行 关.变形速度的提高，对软化具有二重性，因为单位 2.2变形速率对变形抗力的影响 时间发热率的增加有利于软化的发生与发展，又因 变形速率对变形抗力的影响，主要取决于在塑 其变形时间的缩短而不利于软化的迅速完成，使变 160r@ 140T) 140 250℃ 120 250℃ 120 300℃ 300℃. 350℃ 80 350℃ 400℃ 400℃， 60 60 40 0.5 1.01.52.02.53.03.5 40 0.51.01.5202.53.03.5 Els E/s 图3变形速率与变形抗力的关系.(a)e=0.2:(b)e=0.6 Fig.3 Effect of strain rate on flow stress:(a)=0.2:(b)=0.6
形抗力低． 图2为应变速率为0∙5s －1条件下250～400℃ 温度范围内 AZ31镁合金的微观组织．从图2看出 在250℃时由于非基滑移系启动不够充分从微观 组织中可以观察到明显的孪晶而在大孪晶晶粒的 原始晶界处发生了动态再结晶这些较大的形变孪 晶的存在阻碍了位错的扩散不利于再结晶的进行 因此在该温度下应变硬化率较高．随着温度升高到 300℃及以上温度时没有明显大块的形变孪晶存 在但由于变形程度的增加使得在形变孪晶间仍然 发生了再结晶行为．由于非基滑移系充分启动可以 使再结晶沿晶界顺利进行并且温度越高再结晶发 生越早越充分；因此随着温度的升高到达变形抗 力峰值所对应的变形量也降低． 图2 AZ31镁合金在应变速率0∙5s －1时不同温度下热压缩微观组织．（a）250℃；（b）300℃；（c）350℃；（d）400℃ Fig．2 Microstructures of AZ31magnesium alloy after hot compression at strain rate of0∙5s －1：（a）250℃；（b）300℃；（c）350℃；（d）400℃ 图3 变形速率与变形抗力的关系．（a） ε＝0∙2；（b） ε＝0∙6 Fig．3 Effect of strain rate on flow stress：（a） ε＝0∙2；（b） ε＝0∙6 当变形温度在400℃时由于再结晶充分在微 观组织中已经没有明显的形变孪晶存在基本上为 细化的再结晶晶粒．这表明在该温度下进行轧制变 形将会产生提高轧件的塑性使得轧制变形容易 进行． 2∙2 变形速率对变形抗力的影响 变形速率对变形抗力的影响主要取决于在塑 性变形过程中金属内部所发生的硬化与软化这一矛 盾统一的结果．软化过程是回复再结晶过程因而 变形速率对变形阻力的影响是与温度密切相关的． 再结晶不但同温度有关而且与变形过程的时间有 关．变形速度的提高对软化具有二重性因为单位 时间发热率的增加有利于软化的发生与发展又因 其变形时间的缩短而不利于软化的迅速完成使变 ·260· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷
第3期 丁睿等：变形参数对AZ31镁合金变形抗力的影响 261. 形阻力增加].图3为真实应变为0.2和0.6时， 可以看出，变形后显微组织都含有均匀的等轴再结 各个温度下变形抗力与变形速率之间的关系，由 晶小晶粒，这说明从250℃开始，A☑31镁合金发生 图3中可以看出：(1)在较高的温度(300~400℃) 了显著的再结晶.在250℃温度下，随着变形速率 下，随着变形速率的增加，应力不是单调的增加或减 的提高，再结晶发生的越充分，平均晶粒尺寸越小； 少，而是存在临界变形变形速率值；在变形速率从 这说明在低温下，应变速率的提高产生热效应较为 0.5到1s时，应力随着变形速率的增加而增加：在 明显，促进各种滑移系启动，从而有利于金属内部再 变形速率从1到2s1,应力随着变形速率的增加而 结晶.在400℃温度下，随着变形速率的提高，再结 减少；在变形速率从2到3s1,应力随着变形速率 晶发生越不充分，平均晶粒尺寸越大；这说明在较高 的增加而增加. 温度变形时，应变速率越高，应变速率的提高产生的 (2)在较低变形温度(250℃)下，=0.2时应力 热效应不明显，并且应变速率的提高导致位错塞积， 金属加工硬化，阻碍动态再结晶的进行，变形中的应 随着变形速率的增加上升缓慢，e=0.6时应力随着 力集中越难以得到松弛，大大降低了材料的变形协 变形速率先降低后有上升趋势.（③）随着变形程度 调能力，这是因为动态再结晶是通过晶界扩散控制 的增大，应力随变形速率变化的趋势变缓， 的晶界迁移进行的，是一个速率控制的过程，提高应 图4为变形温度分别为250℃和400℃、变形 速率1~3.1时变形试样的微观组织形貌.由图4 变速率抑制了扩散过程的进行，从而限制了动态再 间 (b) 20m 20m 0四 20μm (e) 20m 20四 图4AZ31镁合金在不同变形速率下的热压缩微观组织.(a),(b),(c)250℃：(d),(e),()400℃；(a),(d)1.0s；(b),(e)2.0:1； (c),()3.0s1 Fig.4 Microstructures of AZ31 magnesium alloy after hot compression at different strain rates:(a).(b).(c)250C:(d).(e).(f)400C: (a),(d)1.0s-1;(b),(e)2.0s1;(c),()3.0g-1
形阻力增加［15］．图3为真实应变为0∙2和0∙6时 各个温度下变形抗力与变形速率之间的关系．由 图3中可以看出：（1）在较高的温度（300～400℃） 下随着变形速率的增加应力不是单调的增加或减 少而是存在临界变形变形速率值；在变形速率从 0∙5到1s －1时应力随着变形速率的增加而增加；在 变形速率从1到2s －1应力随着变形速率的增加而 减少；在变形速率从2到3s －1应力随着变形速率 的增加而增加． 图4 AZ31镁合金在不同变形速率下的热压缩微观组织．（a）（b）（c）250℃；（d）（e）（f）400℃；（a）（d）1∙0s －1；（b）（e）2∙0s －1； （c）（f）3∙0s －1 Fig．4 Microstructures of AZ31magnesium alloy after hot compression at different strain rates：（a）（b）（c）250℃；（d）（e）（f）400℃； （a）（d）1∙0s －1；（b）（e）2∙0s －1；（c）（f）3∙0s －1 （2）在较低变形温度（250℃）下ε＝0∙2时应力 随着变形速率的增加上升缓慢ε＝0∙6时应力随着 变形速率先降低后有上升趋势．（3）随着变形程度 的增大应力随变形速率变化的趋势变缓． 图4为变形温度分别为250℃和400℃、变形 速率1～3s －1时变形试样的微观组织形貌．由图4 可以看出变形后显微组织都含有均匀的等轴再结 晶小晶粒这说明从250℃开始AZ31镁合金发生 了显著的再结晶．在250℃温度下随着变形速率 的提高再结晶发生的越充分平均晶粒尺寸越小； 这说明在低温下应变速率的提高产生热效应较为 明显促进各种滑移系启动从而有利于金属内部再 结晶．在400℃温度下随着变形速率的提高再结 晶发生越不充分平均晶粒尺寸越大；这说明在较高 温度变形时应变速率越高应变速率的提高产生的 热效应不明显并且应变速率的提高导致位错塞积 金属加工硬化阻碍动态再结晶的进行变形中的应 力集中越难以得到松弛大大降低了材料的变形协 调能力．这是因为动态再结晶是通过晶界扩散控制 的晶界迁移进行的是一个速率控制的过程提高应 变速率抑制了扩散过程的进行从而限制了动态再 第3期 丁 睿等： 变形参数对 AZ31镁合金变形抗力的影响 ·261·
.262 北京科技大学学报 第30卷 结晶的发展 (张津，章综合.镁合金及应用.北京：化学工业出版社，2004) 2.3变形程度对变形抗力的影响 [4]Chen Z H.Wrought Magnesium Alloys.Beijing:Chemical In- 从图1可以看出，在微应变阶段，应力上升很 dustry Press,2005 (陈振华.变形镁合金.北京：化学工业出版社，2005) 快，说明该阶段加工硬化占主导，合金中只发生了部 [5]Yang HS,Zelin M G.Valiee RZ,et al.The roe of twinning in 分动态回复或动态再结晶，其硬化作用大大超过软 dynamic recrystallization.Sci Eng,1992.A158:167 化作用.随变形量的增加，位错密度不断增高，使动 [6]Galiyev A.Kaibyshev R.Gottstein G.The development of dy- 态回复和动态再结晶加快，软化作用增强，加工硬化 namic reerystallization theory.Acta Mater.2001.49:1199 逐渐被动态回复软化作用抵消，此时表现为曲线斜 [7]Myshlyaev MM,MeQueen HJ.Mwenmbela A.et al.A model of continuous dynamic recrystallization.Sci Eng.2002.A337: 率逐渐减小.当流变应力达到峰值时，加工硬化和 121 动态再结晶软化达到平衡，随着变形的继续进行， [8]Tan J C.Tan M J.The pathways of dynamic recrystallization in 动态再结晶继续发展，使变形抗力持续下降，最后达 all-metal hip joints.Sci Eng.2003.A339:124 到一稳定值 [9]Wan Y C.Kang Y L.Cai Q W,et al.Effects of heat-tempera- ture on the microstructure and properties of rolled AZ31 Magne- 3结论 sium alloy sheets.Light Alloy Fabr Technol.2006.34(3):45 (万玉刚，康永林，蔡庆伍，等.加热温度对AZ31镁合金薄板组 (1)AZ31镁合金在该实验条件下的真实应力 织性能的影响.轻合金加工技术，2006,34(3)：45) 真实应变曲线表明，AZ31镁合金在变形过程中具有 [10]Guo Q.Yan H G,Chen Z H.et al.Hot compression deforma 典型的动态再结晶特征， tion behavior of AZ31 magnesium alloy at elevated temperature (2)变形温度是影响A☑31镁合金变形抗力的 Chin J Nonferrous Met.2005.15(6):900 (郭强，严红革，陈振华，等，AZ31镁合金高温热压缩变形特 重要因素，随温度升高，变形抗力显著降低 性.中国有色金属学报，2005,15(6)：900) (3)低温下随变形速率的提高，变形抗力降低； [11]Huang G J,Zhao G D.Deformation behavior for 高温下随变形速率提高，变形抗力增加 AZ3IMagnesium alloy in thermomechanical processes. (4)低温变形后组织中有较为明显的形变孪 Chongqing Inst Technol.2006.20(2):60 晶：高于350℃形变孪晶基本消失，组织为等轴再结 (黄光杰，赵国丹.A☑31热变形规律研究·重庆工学院学报， 2006,20(2).60) 晶晶粒 [12]Wang L Y,Huang GS,Fan Y G,et al.Grain refinement of (5)该实验条件下AZ31镁合金最佳变形参数 wrought AZ31 magnesium alloy.Chin Nonferrous Met.2003. 是：变形温度350400℃，变形速率0.51.0s-1. 13(3):594 (汪凌云，黄光胜，范永革，等.变形A☑31镁合金的晶粒细化 参考文献 中国有色金属学报，2003,13(3)：594) [1]Yu K,Li W X,Wang R C.et al.Research,development and [13]Zhao Z Y.Theory of Plastic Deformation and Rolling of Met- application of wrought magnesium alloys.Chin J Nonferrous als.Beijing:Metallurgical Industry Press.1996 Met,2002(2):277 (赵志业，金属塑性变形与轧制理论·北京：治金工业出版 (余琨，黎文献，王日初，等.变形镁合金的研究、开发及应用 社，1996) 中国有色金属学报，2002(2)：277) [14]Zhao Z Y.Plastic Working Mechanics of Metals.Beijing:Met- [2]Chen Z H.Yan HG.Chen J H.et al.Magnesium Alloys.Bei- allurgical Industry Press,1987 jing:Chemical Industry Press,2004 (赵志业.金属塑性加工力学.北京：治金工业出版社，1987) (陈振华，严红革，陈吉华等，镁合金，北京：化学工业出版社， [15]Liu Z Y.Zhou M C.Wang T.et al.Resistance matrix of IF 2004) steel rolled in ferrite region.JPlast Eng.2005,12(5):92 [3]Zhang J.Zhang Z H.Magnesium Alloys and Application.Bei- (刘战英，周满春，王涛，等.F钢铁素体区轧制的变形抗力模 jing:Chemical Industry Press.2004 型.塑性工程学报，2005,12(5)：92)
结晶的发展． 2∙3 变形程度对变形抗力的影响 从图1可以看出在微应变阶段应力上升很 快说明该阶段加工硬化占主导合金中只发生了部 分动态回复或动态再结晶其硬化作用大大超过软 化作用．随变形量的增加位错密度不断增高使动 态回复和动态再结晶加快软化作用增强加工硬化 逐渐被动态回复软化作用抵消此时表现为曲线斜 率逐渐减小．当流变应力达到峰值时加工硬化和 动态再结晶软化达到平衡．随着变形的继续进行 动态再结晶继续发展使变形抗力持续下降最后达 到一稳定值． 3 结论 （1） AZ31镁合金在该实验条件下的真实应力－ 真实应变曲线表明AZ31镁合金在变形过程中具有 典型的动态再结晶特征． （2） 变形温度是影响 AZ31镁合金变形抗力的 重要因素．随温度升高变形抗力显著降低． （3） 低温下随变形速率的提高变形抗力降低； 高温下随变形速率提高变形抗力增加． （4） 低温变形后组织中有较为明显的形变孪 晶；高于350℃形变孪晶基本消失组织为等轴再结 晶晶粒． （5） 该实验条件下 AZ31镁合金最佳变形参数 是：变形温度350～400℃变形速率0∙5～1∙0s －1． 参 考 文 献 ［1］ Yu KLi W XWang R Cet al．Researchdevelopment and application of wrought magnesium alloys． Chin J Nonferrous Met2002（2）：277 （余琨黎文献王日初等．变形镁合金的研究、开发及应用． 中国有色金属学报2002（2）：277） ［2］ Chen Z HYan H GChen J Het al．Magnesium Alloys．Beijing：Chemical Industry Press2004 （陈振华严红革陈吉华等．镁合金．北京：化学工业出版社 2004） ［3］ Zhang JZhang Z H．Magnesium Alloys and Application．Beijing：Chemical Industry Press2004 （张津章综合．镁合金及应用．北京：化学工业出版社2004） ［4］ Chen Z H．W rought Magnesium Alloys．Beijing：Chemical Industry Press2005 （陈振华．变形镁合金．北京：化学工业出版社2005） ［5］ Yang H SZelin M GValiec R Zet al．The roe of twinning in dynamic recrystallization．Sci Eng1992A158：167 ［6］ Galiyev AKaibyshev RGottstein G．The development of dynamic recrystallization theory．Acta Mater200149：1199 ［7］ Myshlyaev M MMcQueen H JMwenmbela Aet al．A model of continuous dynamic recrystallization．Sci Eng2002A337： 121 ［8］ Tan J CTan M J．The pathways of dynamic recrystallization in al-l metal hip joints．Sci Eng2003A339：124 ［9］ Wan Y GKang Y LCai Q Wet al．Effects of heat-temperature on the microstructure and properties of rolled AZ31 Magnesium alloy sheetsL ight Alloy Fabr Technol200634（3）：45 （万玉刚康永林蔡庆伍等．加热温度对 AZ31镁合金薄板组 织性能的影响．轻合金加工技术200634（3）：45） ［10］ Guo QYan H GChen Z Het al．Hot compression deformation behavior of AZ31magnesium alloy at elevated temperature． Chin J Nonferrous Met200515（6）：900 （郭 强严红革陈振华等．AZ31镁合金高温热压缩变形特 性．中国有色金属学报200515（6）：900） ［11］ Huang G J Zhao G D． Deformation behavior for AZ31Magnesium alloy in thermomechanical processes． J Chongqing Inst Technol200620（2）：60 （黄光杰赵国丹．AZ31热变形规律研究．重庆工学院学报 200620（2）：60） ［12］ Wang L YHuang G SFan Y Get al．Grain refinement of wrought AZ31magnesium alloy．Chin J Nonferrous Met2003 13（3）：594 （汪凌云黄光胜范永革等．变形 AZ31镁合金的晶粒细化． 中国有色金属学报200313（3）：594） ［13］ Zhao Z Y．Theory of Plastic Deformation and Rolling of Metals．Beijing：Metallurgical Industry Press1996 （赵志业．金属塑性变形与轧制理论．北京：冶金工业出版 社1996） ［14］ Zhao Z Y．Plastic Working Mechanics of Metals．Beijing：Metallurgical Industry Press1987 （赵志业．金属塑性加工力学．北京：冶金工业出版社1987） ［15］ Liu Z YZhou M CWang Tet al．Resistance matrix of IF steel rolled in ferrite region．J Plast Eng200512（5）：92 （刘战英周满春王涛等．IF 钢铁素体区轧制的变形抗力模 型．塑性工程学报200512（5）：92） ·262· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷