近些年，隨著能源供求的緊張，不可再生能源的大量消耗，能源危機逐漸凸顯。為節(jié)約能源，各國對新材料的需求更加迫切，尤其是輕合金材料，如鎂及鎂合金材料。鎂合金具有密度小、比強度高等優(yōu)點，是目前工業(yè)應(yīng)用中最輕的工程材料。但由于其晶體結(jié)構(gòu)為密排六方結(jié)構(gòu)，在室溫或較低溫下塑性較差，容易發(fā)生斷裂，可加工性較低，因此限制了鎂合金在工業(yè)領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。

為提高材料的塑性，等通道轉(zhuǎn)角擠壓工藝已得到國內(nèi)外材料加工研究者的廣泛關(guān)注。該工藝能顯著細(xì)化材料的晶粒尺寸，能夠得到超細(xì)晶甚至納米晶，可以在提高材料強度的同時改善材料的塑性。同時，該工藝可在不同的擠壓路徑下，得到不同類型的織構(gòu)，對材料性能影響比較明顯，尤其是對各向異性顯著的鎂及鎂合金的性能影響較大?，F(xiàn)有研究通過對AZ80鎂合金進(jìn)行不同溫度的等通道轉(zhuǎn)角擠壓工藝，分析溫度和擠壓道次對合金組織性能的影響；并且根據(jù)變形機制對材料力學(xué)性能的影響，為實際應(yīng)用的工程材料提供可靠的理論支持。

具體研究使用鑄態(tài)鎂合金AZ80，屬于常用的工業(yè)鎂鋁合金材料。為初步細(xì)化晶粒，首先將鑄態(tài)AZ80合金在一定溫度下固溶兩天；然后，在同一溫度下對鎂合金反復(fù)鍛壓，總壓下量約為50%。使用線切割將試樣分別加工成方塊體和圓棒。使用兩種ECAP模具，即無背壓的方形模具和可施加背壓的圓形模具。方形模具外轉(zhuǎn)角，可施和加背壓模具外轉(zhuǎn)角，在液壓機上進(jìn)行擠壓。對方形材料擠壓，首先將試樣放在加熱爐內(nèi)保溫一小時左右，同時將模具加熱后進(jìn)行擠壓，使用Bc路徑，每道次間，將試樣放入同樣溫度的爐內(nèi)退火一小時。在不施加背壓的條件下，分別擠壓不同道次。當(dāng)不施加背壓時，實驗嘗試盡可能地降低擠壓溫度，但當(dāng)溫度下降時，試樣開始出現(xiàn)裂紋，并且隨著溫度的降低而逐漸加重。在200攝氏度下擠壓時，可以看出裂紋呈典型的階梯狀，即各斷裂面沿剪切面方向平行并呈周期性排列。因此，在溫度200攝氏度擠壓時，為防止裂紋的形成，在通道出口端施加100MPa的背壓，從而成功地抑制了裂紋的產(chǎn)生。在溫度200攝氏度以下，使用Bc路徑，分別擠壓1、2、4道次，道次之間未進(jìn)行退火處理。擠壓后分別使用透射電鏡、金相觀察和硬度測試分析，測試樣品均取自擠壓后的試樣中間的橫斷面進(jìn)行觀察分析。

在較高溫度下擠壓，隨著擠壓道次的增加，晶粒尺寸出現(xiàn)先減小，后長大的現(xiàn)象。其原因是多道次擠壓降低了動態(tài)再結(jié)晶溫度，促使晶粒出現(xiàn)長大。相對應(yīng)的硬度也表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢，除受晶粒尺寸影響外，還受到織構(gòu)的影響。

在溫度200攝氏度下擠壓，由于擠壓溫度較低,隨著擠壓道次的增加，材料形成大量的孿晶，并累積大量的位錯，從而較大提高了材料硬度。當(dāng)擠壓4道次后，晶粒細(xì)化到亞微米級別，第二相析出物也細(xì)化為100nm左右的顆粒，并均勻地分布在材料內(nèi)，阻礙位錯運動，有利于提高材料硬度。

采用ECAP工藝，對鎂合金AZ80不同溫度下變形機制研究結(jié)果證明，AZ80在工程材料中也能得到廣泛應(yīng)用。比如，為了提高材料強度，可以在較低溫度下對材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃苄宰冃渭庸?，使材料?nèi)累積一定量的位錯和孿晶量，可在不損失塑性變形能力的情況下，有效提高材料強度。(欣然)