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摘要
为了优化镁合金棒材的微观组织，借鉴正挤压与多道次等通道挤压的特点提出了挤压(Extrusion)-剪切(Shear)复合挤压工艺(简称ES)，制造了多副适合工业卧式挤压机上的ES变形组合凹模，进行了ES挤压和普通挤压实验。构建了ES挤压和普通挤压的三维热力耦合的有限元模型及计算条件，模拟了ES挤压过程的挤压力、有效应力及应变演变规律，利用光学显微镜、透射及扫描电镜对微观组织演变进行了观察与分析。结果表明：根据对成形力演变过程和数值的分析，ES挤压过程可以分为四个阶段，其中有三个阶段挤压力变化较小，ES成形所需的挤压力大约是普通挤压所需挤压力的1.67倍；与普通挤压相比，ES挤压可大大提高镁合金的有效应变，最大有效应变可提高到3.8倍；ES成形可以改善镁合金中β相的形态与分布，不仅细化棒材表层晶粒，而且心部晶粒也得到了细化；动态再结晶晶粒及变形位错会越多，再结晶晶粒越细；带有转角的ES模具产生的剪切作用是镁合金发生多次动态再结晶的主要原因，在ES挤压过程中，第二相β相对基体有剪切和钉扎作用。
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