挤压态ZK60镁合金拉压屈服不对称性研究(4)
目前，压铸镁合金薄壁复杂形状的逐渐已经用于制造索尼便携式数字摄像机DCR-VX1000壳体，该壳体是一种无大梁的结构，索尼公司的TCD-D100数码随身听和MZ-E50新型微型唱机，松下公司的SJ-MJ7微型激光唱机的饥渴都采用镁合金制造。才外没过的White Metal Casting公司还用AZ91镁合金生产了雷达定位器壳体压铸件[23]。
1.2.3镁合金在航空航天上的应用
航空航天材料要求尽可能的轻质，密度要低，因此镁合金的低密度为其在航空航天中的应用提供的条件，同时镁合金较高的热导率满足了飞机机翼以及在低重力、高真空的太空环境中材料应用时的要求。
B-6轰炸机上使用了8600kg的镁；在GAR-1型F中、MD600N直升机的变速装置中采用了镁合金；同时，EQ21，EQ22，ZE41，AM50，AM80和AZ91等镁合金用来制造飞机上的部件，例如座椅、踏板、轮子以及各种电子附件[24]。
1.3镁合金的拉压屈服不对称性
镁合金在挤压或者压制的过程中会产生大量的基面织构，使得挤压后的材料出现宏观力学性能的各向异性。对于挤压态镁合金而言，沿着挤压方向单轴拉伸和压缩的时候，其拉伸和压缩屈服强度会存在很大差异，两者的比值一般为0.3~0.7。其微观变形机制是镁合金不对称性的原因[25]。
3.1镁合金的微观结构
镁为密排吹冰方晶体结构， 在常温下变形时通常有三种滑移系[26]，即基面滑移系{0001}<112(——)0>，柱面滑移系{101(——)0}<112(——)0>，{112(——)0}<112(——)0>和锥面滑移系列{101(——)2}<112(——)0>，或{112(——)2}<112(——)3>。
基面滑移系的临界分切应力较小，能否启动主要看晶粒取向；锥面的滑移系和柱面滑移系在室温的临街分切应力，因此一般情况下不易启动，但在高温或者其他变形机制受阻而使应力水平提高时也会被激活。
位错滑移能否启动主要与临街分切应力大小有关，与承受的是压应力还是拉应力无关，不会产生拉压不对称性[26]。除滑移外，镁单晶体还有两种孪晶系，即拉伸孪晶系{101(——)1}<112(——)0>和压缩孪晶系{101(——)1}<112(——)0>。孪晶的启动与其c轴方向所受的应力状态密切相关。镁的轴比（c/a）为1.624，小于√3(——)，拉伸孪晶{1012} <1120>系只有在平行于c轴的方向存在拉伸时才能启动；压缩孪晶只有在平行于c轴的方向存在压力时才能形成，而且压缩孪晶的启动应力要比拉伸孪晶大得多。对于镁多晶体而言，塑性变形时孪晶将会有选择地出现在利于取向的晶粒中。如果镁合金在挤压过程中形成织构，在沿某个方向单轴拉伸或者压缩时就可能产生不对称性[25]。
3.2镁合金拉压不对称性的变形机理
王长义，刘正等采用分离式Hopkinson压杆和反射式Hopkinson拉杆装置进行动态压缩和拉伸试验发现[25]，在沿挤压方向压缩时，基面与受力方向成0°，基面滑移系处于硬取向谷不能启动。但在压缩时，c轴收到拉应力，在这种应力状态下，拉伸孪晶处于有利取向，大量启动，使得材料在较低应力下屈服。
LI等[27]通过EBSD取向成像分析证明拉伸孪晶与集体的取向关系为86°<112(——)0>，转角偏差在3°以内。因此拉伸孪晶形成后，虽然改变了晶粒取向，但是基面滑移还是处于硬取向，此时的滑移面与受力方向接近于90°。随着变形的增大，应力水平不断提高，使得一些经历中的非基面滑移达到临界分切应力，非基面滑移启动。
当沿着挤压方向拉伸时，c轴处于压应力状态，拉伸孪晶不能启动，基面滑移处于硬取向，同样不能启动。在这种应力状态下，压缩孪晶处于有利取向，但由于压缩孪晶的启动应力较高，所以动态拉伸时，合金屈服强度高。压缩孪晶与基体的理论取向关系为56°<112(——)0>，因此压缩孪晶容易发生基面滑移或发生双孪晶，使合金在随后的变形中樱花较弱，曲线较平。
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