北京科技大学学报 第35卷 .506 240 140 Q450℃ 0400℃ 220 450℃ 200 120 0350℃ 400℃ 180 100 160 350℃ 140 80 120 300℃9 100 60 80E 300℃0 10 102 10 10 100 10 109 10 (/D)/m2 (2/D)/m2 (a） (b) 图5拉伸至失效试验中不同条件下试样的/D-6曲线.(a)1=10-2s1:(b)2=10-3s1 Fig.5 6/D-6 curves of specimens in elongation-to-failure test under different conditions:(a)=10-2s1;(b)2=10-3 s- 2.2变应变率试验结果 表2不同温度下试样的平均应力指数 变应变率拉伸试验数据如图6所示，纵坐标为 Table 2 Average stress exponent of specimens at different 真实应变率()，横坐标为弹性模量补偿的真实应 temperatures 力（σ/E),该弹性模量为材料在该温度下的动态的 T/℃ 300 350 400 450 6.59 4.97 3.44 2.79 且非松弛的弹性模量，根据文献16的数据和模型 计算得出.应力指数反映了真实应变率与流动应 3 分析讨论 力之间的指数关系.由图6中数据求得不同温度下 试样的平均应力指数元，如表2所示.由表2中数据 为进一步描述和分析在不同温度和应变率下 可以看出，当温度由300℃升高到450℃时，平均 试样的变形行为，将图6的真实应变率用A1原子 应力指数元由6.59降低到2.79.这是由于在300℃ 在镁基体中的扩散系数补偿即/D来代替，得到 和350℃的变形为位错攀移蠕变，造成试样平均应 不同应力指数下的E/D-o/E曲线，如图7所示.数 力指数较高，而在400℃和450℃的平均应力指数 据根据应力指数的不同分为n3和n≈7两个区 接近于溶质牵制蠕变的应力指数，但是由于初始晶 域.当n≈3时，变形处于高温和低应变率阶段，即 粒尺寸较小且拉伸过程中可能发生动态再结晶，变 3.55×109m-2</D<3.98×1011m-2.在此范围 形机制可能是溶质牵制位错蠕变和细晶超塑性的协 内，当/D≈2/D=1.04×101m2时，获得拉伸 同作用，进而造成试样平均应力指数较低 至失效试验的最大延伸率6=226.4%（见图5(b): 0300℃ △◇口0 当n≈7时，变形处于低温和高应变率状态，即 口350℃ 10◇400℃ △◇□0 5.41×101m-2</D<1.78×1014m-2,由于应力 △450℃ △◇口0 指数较高，一般认为此阶段的主要变形机制为位错 攀移蠕变 △◇☐0 10- △◇▣0 Mg-A]固溶体合金在高温和低应变率变形中， △◇▣0 为降低系统总的弹性应变能，A1原子在刃位错处 △◇▣0 形成溶质气团并与位错应力场发生弹性交互作用， 10 使位错的滑移速率降低.由于位错的滑移和攀移为 10-5 104 10- a/E 顺序发生的过程，较慢的滑移成为位错运动的控制 因素，使变形机制由纯金属的位错攀移蠕变转变为 图6变应变率拉伸试验中不同条件下试样各步骤的真实应变 溶质牵制位错蠕变，相应的应力指数由n=5~8 率和弹性模量补偿的真实应力 变为n=3,而变形激活能由g原子自扩散激活 Fig.6 True strain rate versus modulus-compensated fow stress of specimens at each step during strain-rate-change test 能转变为溶质A1原子在Mg基体中的扩散激活能 under different conditions [16.激活能计算公式如下19：5 0 6 北 京 科 技 大 学 学 报 第 卷 岁心 一 一 ℃ 甘 一 百 , 一, 〕 图 拉伸至失效试验中不同条件下试样的 到 一占曲线 乙 一 一 如 一 、一` ` 一占 一 一 已 一 一` ` 一 一` 变应变率试验结果 变应变率拉伸试验数据如图 所示, 纵坐标为 真实应变率 约, 横坐标为弹性模量补偿的真实应 力 , 该弹性模量为材料在该温度下的动态的 且非松弛的弹性模量, 根据文献 【 的数据和模型 计算得出 应力指数 。反映了真实应变率与流动应 力之间的指数关系 由图 中数据求得不同温度下 试样 的平均应力指数 元, 如表 所示 由表 中数据 可以看 出, 当温度 由 ℃升高到 ℃时, 平均 应力指数 元由 降低到 这是 由于在 ℃ 和 ℃的变形为位错攀移蠕变 , 造成试样平均应 力指数较高 , 而在 ℃和 ℃的平均应力指数 接近于溶质牵制蠕变的应力指数 , 但是由于初始晶 粒尺寸较小且拉伸过程 中可能发生动态再结晶, 变 形机制可能是溶质牵制位错蠕变和细晶超塑性的协 同作用 , 进而造成试样平均应力指数较低 表 不同温度下试样的平均应力指数 价 ℃ 分析讨论 吕黑毛 、口。 一 令 ℃ ■令 口 ■ ℃ ■令 口 ■令 口 一 ■令 口 ■ 令 口 ■ 令 口 为进一步描述和分析在不 同温度 和应变率下 试样的变形行为, 将 图 的真实应变 率用 原子 在镁基体中的扩散系数补偿即 到 来代 替, 得到 不同应力指数下的 打 一 曲线 , 如 图 所示 数 据根据应力指数 的不同分为 二 和 、 两个区 域 当 、 时, 变形处于高温和低应变率阶段, 即 一 甘 “ 一 在此范 围 内, 当 打 、 兰 “ 一 时, 获得拉伸 至失效试验的最大延伸率 百 见图 ” 当 、 时, 变形处于低温和高应变率状态 , 即 , ' 一 ` ` 一, 由于应力 指数较高, 一般认为此阶段的主要变形机制为位错 攀移蠕变 图 变应变率拉伸试验中不 同条件下试样各步骤的真实应变 率和弹性模量补偿的真实应力 肠 一 一 飞 一 固溶体合金在高温 和低应变率变形中, 为降低系统总的弹性应变能 , 原子在刃位错处 形成溶质气 团并与位错应力场发生弹性交互作用 , 使位错的滑移速率降低 由于位错 的滑移和攀移为 顺序发生的过程, 较慢的滑移成为位错运动的控制 因素 , 使变形机制由纯金属的位错攀移蠕变转变为 溶质牵制位错蠕变 , 相应的应力指数 由 了 、 变为 一 , 而变形激活能由 原子 自扩散激活 能转变为溶质 原子在 入坛 基体中的扩散激活能 “ 激活能计算公式如下 `