1、鎂合金因其縣有高的比剛度比強度、低密度、良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性成為未來最具應(yīng)用潛力的輕質(zhì)材料之一。然而，制約鎂合金發(fā)展的主要問題在于其室溫塑性變形能力差，形變各向異性嚴(yán)重，而從微觀角度分析位錯滑移、孿生等機制對鎂合金的織構(gòu)演化影響一直是材料學(xué)界研究的熱點和難點。本課題通過單軸拉伸實驗確定材料參數(shù)，建立fortran77語言的可描述鎂合金主要形變系統(tǒng)（位錯滑移、孿生）的自洽模型，研究鎂合金的宏細觀力學(xué)行為以及微觀機制對宏觀力學(xué)性能的影響。同時

2、模擬鎂合金板材在冷軋過程中的織構(gòu)演化，并討論了微觀形變機制對織構(gòu)演化的貢獻。
　　根據(jù)由實驗獲得的AZ31鎂合金熱軋板材的單軸拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線，擬合確定了模型所需的材料參數(shù)，建立fortran77語言的自洽模型。熱軋板材通常具有較強的基面織構(gòu)。結(jié)果表明，該模型能準(zhǔn)確預(yù)測鎂合金在不同方向加載時的單軸拉伸力學(xué)行為，沿不同方向施加載荷時微觀形變系統(tǒng)的開動時機和貢獻不同是造成宏觀力學(xué)行為各向異性的根本原因。沿RD、TD方向加載時，位錯滑

3、移是主要的形變機制，基而滑移和柱面滑移是彈塑性轉(zhuǎn)變階段主要開動的形變系統(tǒng)。形變后期，錐而滑移成為塑性階段的主導(dǎo)機制。沿ND方向加載時，孿生則是主要的形變機制，該方向大多數(shù)晶粒沿C軸受拉，應(yīng)力方向近似垂直于基面，導(dǎo)致基面滑移的schmid因子幾乎為0，難以開動。在該方向加載時，材料的宏觀屈服強度明顯小于其他方向。
　　對材料沿著不同方向加載時各晶面微觀應(yīng)變的分析表明，在微觀尺度上，鎂合金的晶格應(yīng)變分布也表現(xiàn)出很強的各向異性。在彈性階

4、段，各晶面的晶格應(yīng)變基本保持一致，進入塑性階段不同晶面出現(xiàn)了明顯的“軟”、“硬”取向之分。沿RD方向加載時，當(dāng)應(yīng)力載荷為150～225MPa，(0002)晶面為最軟取向，(1011)為最硬取向;225MPa以后，(0002)變?yōu)樽钣踩∠颍?1011)變?yōu)樽钴浫∠?，這表明隨著載荷增加微觀形變系統(tǒng)相互競爭，使得材料內(nèi)部存在晶粒取向相關(guān)的應(yīng)力。
　　通過調(diào)整微觀系統(tǒng)的材料參數(shù)，考察了各微觀系統(tǒng)對宏觀力學(xué)行為的貢獻。結(jié)果表明，沿RD方向加

5、載時基面滑移和柱面滑移的臨界剪切應(yīng)力決定了材料在該方向的宏觀屈服強度。增大基面滑移的開動難度導(dǎo)致柱面滑移提前開動，材料彈塑性轉(zhuǎn)變階段的宏觀硬化率降低。增大柱面滑移的開動難度提高了材料的宏觀硬化率。錐面滑移是形變后期的主要系統(tǒng)，提高該系統(tǒng)的臨界剪切應(yīng)力使得材料應(yīng)力-應(yīng)變曲線后期塑性部分上移，硬化率提高。
　　自洽模型較為成功地模擬了不同初始取向鎂合金板材的冷軋織構(gòu)演化。具有強基面織構(gòu)的90。取向試樣在冷軋過程中幾乎不發(fā)生拉伸孿生而以