1、鎂合金具有低密度，比強度、比剛度高，阻尼減震性良好，優(yōu)良的機加工性能和可循環(huán)利用，在交通運輸，航空航天，計算機通訊和消費電子產(chǎn)品等行業(yè)中具有廣闊的應用前景，被譽為“21世紀最具發(fā)展前途的金屬結構材料”，也成為近年來國內外材料界研究的熱點之一。變形鎂合金比傳統(tǒng)鑄造鎂合金擁有更高的綜合性能，應用范圍也更加廣泛。如何進一步提高變形鎂合金的綜合性能，滿足某些結構件“以鎂代鋁”，甚至“代鋼”的性能要求；減小各向異性，改善鎂合金的室溫塑性成形能力，

2、簡化產(chǎn)品制備工藝，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，擴大鎂合金的應用范圍是國內外研究的主要方向。
　　 本文針對常用ZK60商用鎂合金不能滿足高速擠壓的需求，通過合金設計和高溫熱壓縮實驗，系統(tǒng)的研究了添加不同含量Ce和Cu元素(0.5，1.0，1.5wt.％)ZK60鎂合金的高溫塑性變形行為，獲得了相關的流變應力應變曲線，并分別運用多步回歸模型和人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型構建了包含應變在內的本構關系方程。結合構建的合金熱加工圖詳細研究了合金在壓

3、縮變形中的流變行為和顯微組織演變特征。同時還通過擠壓實驗，系統(tǒng)的研究了兩種合金元素和擠壓工藝條件對材料組織和性能的影響。在此基礎上，成功實現(xiàn)了ZK60-1Ce合金的10m/min高速擠壓。
　　 研究發(fā)現(xiàn)，ZK60及其添加Ce、Cu元素后的合金在進行高溫壓縮熱變形過程中的流變應力變化規(guī)律是先隨著真應變的增加到達峰值后又逐漸降低至某一穩(wěn)態(tài)值，表現(xiàn)出較明顯的動態(tài)再結晶特征。當變形溫度一定時，流變應力隨應變速率的增大而增大；當應變速率

4、一定時，流變應力隨變形溫度的升高而降低。在較高的溫度和較低的應變速率下變形時，流變應力達到峰值后基本表現(xiàn)為穩(wěn)態(tài)流變特征?；陔p曲正弦本構關系模型，建立了固溶態(tài)ZK60合金的相關本構方程。同時采用多步回歸模型和人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型預測了ZK60及其添加Ce、Cu元素后合金的高溫流變應力，兩種模型的預測結果與實驗值吻合的較好。ZK60的高溫壓縮變形是以位錯攀移為控制機制。Ce和Cu元素的加入可提高合金的峰值應力、臨界應力和門檻應力，且這些值都隨

5、著變形溫度的增加而降低。繪制出ZK60及其添加Ce、Cu元素合金的熱加工圖，發(fā)現(xiàn)ZK60及ZK60-0.5Ce合金都在低溫高應變速率區(qū)出現(xiàn)變形失穩(wěn)，表現(xiàn)為試樣表面出現(xiàn)裂紋，顯微組織由孿生與局部流變帶構成，同時也得到添加不同合金化元素后ZK60合金的最佳加工條件。添加小于1.0wt.％含量的Ce可提高ZK60合金的加工性能，但1.5wt.％的Ce則使得加工性能下降；Cu元素的加入不能有效改善ZK60合金的加工性能。ZK60合金和ZK60-

6、0.5Ce合金再結晶過程中都是由交滑移所產(chǎn)生的機械回復位錯控制著新界面的形成，但ZK60合金再結晶主要受界面形成所控制而ZK60-0.5Ce合金則受界面遷移所控制。合金在擠壓過程中均發(fā)生了動態(tài)再結晶，且形成強烈的基面平行于擠壓方向的纖維織構。ZK60合金中的主要第二相為Mg-Zn相；隨Ce、Cu元素的加入出現(xiàn)Mg-Zn-Ce和Mg-Zn-Cu第二相，這些硬質相在隨后的擠壓過程中破碎并沿擠壓方向分布，導致第二相粒子激發(fā)形核(PSN)，促進

7、動態(tài)再結晶過程，不同程度地細化晶粒并弱化織構；對比研究發(fā)現(xiàn)Ce元素和Cu元素的加入具有相似的效果。ZK60合金屈服強度隨著Ce或Cu加入含量的增加大幅提高，而抗拉強度提高幅度并不明顯；強度的提高主要歸因于彌散強化、析出沉淀強化和晶界強化的綜合作用；但合金化元素含量的升高導致大量硬質第二相顆粒生成，其在拉伸試驗進行中很容易破裂并成為裂紋源，進而導致材料的延伸率下降。隨著擠壓溫度的上升和擠壓速度的提高，再結晶體積分數(shù)和平均晶粒尺寸均隨之增大