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本文利用材料万能试验机对挤压态和热处理态AZ31镁合金开展了不同温度(RT~-196℃)下的单轴拉伸和压缩变形行为研究,并使用光学显微镜和扫描电子显微镜对不同状态合金的低温变形组织和断裂特征进行了考察分析。研究结果表明,不同挤压态和热处理态AZ31镁合金的抗拉强度随拉伸温度的降低而升高,延伸率则随着温度的降低而降低;Φ8mm AZ31镁合金棒材在同一拉伸温度下的强度最高但延伸率最低,Φ16mm AZ31镁合金棒材经退火或固溶处理后,其低温抗拉强度和延伸率均有所提高。挤压和热处理状态AZ31镁合金的室温拉伸断口均呈现典型韧性断裂特征,而在-196℃则变现出准解理韧性断裂特征;Φ21mm棒材拉伸断口中的撕裂棱和韧窝特征最为明显,而Φ8mm棒材的解理台阶则较为显著;经退火或固溶处理后,Φ16mm棒材拉伸断口中的韧窝密度明显增加,但在-196℃仍具解理断裂特征。随拉伸温度降低,AZ31镁合金拉伸断口附近的变形组织中的孪晶密度逐渐降低,表明低温下形变孪晶的生长受到了抑制;对比发现,Φ21mm棒材低温断口附近变形组织中的孪晶数量比Φ8mm棒材多,说明低温形变孪晶在大尺寸晶粒中更容易形成;而热处理态Φ16mm棒材变形组织中的孪晶数量和尺寸均比挤压态棒材低。挤压态和热处理态AZ31镁合金的低温单轴压缩试验结果表明,合金的抗压强度和屈服强度随着温度的降低而升高。合金压缩变形组织中的孪晶数量随着压缩温度的降低而显著减少,Φ8mm棒材极低温变形组织中由于晶粒细小而几乎没有孪晶产生;热处理态Φ16mm棒材变形组织中明显存在因垂直于压缩方向而被压扁形成的变形流线层。挤压态和热处理态AZ31镁合金在低温变形条件下,仍存在拉压屈服不对称性,其程度均随着变形温度的降低而升高;对比发现,挤压态棒材的晶粒度越大,拉压不对称性现象越明显,本文所采取的退火或固溶热处理,没能有效降低Φ16mm棒材的低温拉压不对称性。