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镁合金具有优良的物理和力学性能,在航空航天、汽车、电子器件等行业上的应用有广阔的前景。与压铸镁合金相比,变形镁合金具有更高的强度、延展性和多样化的力学性能,可以满足作为结构件的要求。目前,国内外变形镁合金的应用研究尚处于起步阶段,变形镁合金制品的生产成本仍然较高,变形镁合金的相关成型技术还不成熟。本文的研究集中在低成本的商用AZ31合金和新型可成形性能良好的变形镁合金的开发,通过Mg-Al系合金的晶粒细化进一步提高其可成形性能,在热变形行为的研究基础之上,对Mg-Al系合金在挤压过程中的组织进行控制,以期得到具有优良综合力学性能的镁合金管材。本文采用光学显微镜(OM),X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)等分析手段,通过正交试验调整Mg-Al系合金中Al、Zn和Mn的元素含量,获得了一种低成本、具有较高室温延伸率的Mg-Al系变形镁合金—Mg-3Al-0.4Mn (AM30)合金;研究了Ti和Sr元素对AZ31和AM30合金显微组织和力学性能的影响规律以及Ti、Sr元素的晶粒细化机制;研究了低频电磁半连续铸造工艺参数(频率和电流)对AZ31和AM30合金显微组织和力学性能的影响规律,制备出晶粒细小(<50μm)且分布均匀的Φ100mm镁合金半连续锭坯;利用等温热压缩试验,获得了铸态低频电磁半连续铸造AZ31和AM30合金的流动应力—应变曲线,结合本构方程和动态材料模型(DMM)构建出两种合金的挤压极限图和加工图,并且研究了在变形过程中两种合金的热变形行为和显微组织演变以及动态再结晶(DRX)机制;通过实际管材的热挤压试验,验证了两种合金的挤压极限图和加工图的正确性,研究结果表明:通过对正交试验变形Mg-Al-Zn合金晶粒尺寸、冲击韧性和力学性能的研究,获得了一种低成本、具有较高室温延伸率的变形AM30合金,并且在挤压过程中细小的Al-Mn相阻止了DRX晶粒的长大,使得AM30合金对挤压温度和挤压速度均不敏感,适于进行高速挤压。对于AZ31-xTi合金,在同一冷却速度下,随着Ti含量的增加,合金的晶粒尺寸呈先减小而后增加的趋势,Ti的加入量为0.0025wt%时,其细化效果最佳,AZ31合金的晶粒尺寸由1100±120μm减小到120±10μm。Ti元素晶粒细化由生长限制因子(GRF)机制控制。对于AZ31-xSr合金,在同一冷却速度下,随着Sr含量的增加,合金的晶粒尺寸呈先减小而后增加,最后又减小的趋势,Sr的加入量为0.081wt%时,其细化效果最佳,AZ31合金的晶粒尺寸由1100±120μm减小到180±30μm。Sr元素晶粒细化由GRF