高强度镁合金的热成型研究(4)
（一）滑移
晶体塑性变形时，滑移面总是为原子的最密排面，而滑移方向总是为原子的最密排方向。镁的滑移系主要是：基面滑移系、柱面滑移系以及锥面滑移系。依据相对应的不同滑移位错，镁合金滑移系又可以归纳成三类：a位错滑移系、c位错滑移系以及c+a位错滑移系。
位错的运动是多晶体镁合金发生滑移的本质。当作用在滑移面上的外力大于其临界切应力时，晶体开始发生滑移。而温度是镁合金塑性变形的重要参数。室温下，在基面{0001}〈1120〉发生滑移的临界切应力明小于比棱柱滑移面的临界切应力，相差约一个数量级，此时只有基面能够发生滑移。当温度达到498K以上时，棱柱滑移面的临界切应力随之下降，非基面滑移系被激活，镁合金塑性变形能力明显改善。低温下由于镁基体的滑移系少，因此多为单系滑移，滑移线呈现为一组平行线，这是基面滑移的结果。镁合金在高温变形时，当滑移受到阻碍，位错的运动可以通过交滑移来延续，从而发生较大塑性变形。
（二）孪生
孪生也是镁合金塑性变形方式中重要的一种。孪生的形成方式主要有两种： 在晶体成长过程中，由于形核和核心长大而形成的孪晶，如退火孪晶和相变孪晶等；通过塑性变形产生的孪晶，即变形孪晶。变形孪生是由于在切应力作用下，晶体的某一部分沿着特定的晶面和晶向发生的均匀切变。镁的孪生面是{10-12}，孪生方向是〈10-1-1〉。孪生变形后，晶体的变形部分与晶体的未变形部分恰好形成了镜面对称关系，镜面两侧的晶体，其相对位向发生了改变。室温下，镁合金塑性变形主要以滑移和孪生的两种方式进行，其中以滑移为主。孪晶改变了晶粒取向，使不利于滑移或孪晶的晶体学取向变得有利；同时孪孪晶与滑移之间的交互作用不仅可以减小因位错在孪晶界附近赛积而引起的应力集中，而且能在孪晶界内形成c+a位错，有利于非基面滑移，这就是孪生对镁合金塑性变形的贡献。
（三）晶界滑移
镁合金中最重要的晶间变形机制是相邻晶粒间的相对滑动，即晶界滑移（GBS）。晶粒越细小，可滑动的晶界越多，同时小晶粒的协调比大尺寸晶粒更为容易。当大尺寸晶粒塑性变形时，位错运动在晶界处受到阻碍，小晶粒可以发挥协调作用，使得变形晶界处因应力集而积聚的能量得到释放。因此，细化晶粒，可以促进晶界的滑动，提高镁合金塑性变形能力。不过，晶粒的晶界滑移与转动要受到其周围较大尺寸晶粒的形状、位置以及变形行为等因素的影响[13]。
1.2.2 镁合金的热成型技术
（一）热锻造
镁合金锻造工艺可按方式分为自有锻造和模锻。自由锻造是采用油压机或锻锤在平砧上锻造出方形、圆形、圆盘和圆环等形状比较简单零件的锻造方法；模锻是采用锻模锻造成给定形状锻件的锻造方法。一般的锻造流程包括坯料准备、锻前加热、润滑、锻件的冷却、锻件的氧化处理、切边等。
（二）热挤压
热挤压的基本流程为铸锭加热、一次挤压、切中间坯料、加热、二次挤压、人工时效、矫直等。主要工艺参数包括锭坯温度、润滑剂、模具预热温度、挤压比、挤压速度等。这些参数选择是否正确，对镁合金能否成功挤压以及挤压制品的组织、性能和技术指标都有很大影响[14]。
（三）热轧制
尽管镁合金冷加工性能较差，但在热态下大部分镁合金都具有较好的轧制性能。轧制时的道次压下量通常控制在10%-25%，加热一次后可多道次轧制。镁合金板材的热轧多采用二辊轧机，大批量生产时则常用3辊或4辊轧机[15]。
1.2.3 多向锻造技术