异步轧制工艺对AZ31镁合金板材微观组织结构的影响

摘要

镁合金板材以其优异的性能展现出广阔的应用前景，但采用常规同步轧制所制备的镁合金板材存在强烈的基面织构，严重制约了板材塑性的改善和二次成形性能的提高。通过异步轧制技术，利用轧制变形区内存在的附加剪应变，对镁合金板材基面织构进行调控，提高其二次成形性能，进而减少轧板生产成本。
　　本文利用金相显微镜、显微硬度计、拉伸试验机、扫描电镜（EBSD）、X射线衍射仪等分析检测技术对AZ31镁合金板材经过预变形轧制，不同轧制路径轧制和不同异步轧制参数轧后的性能变化和组织演变进行详细的分析。
　　结果表明：经过异步预变形轧制的样品显示出比经过同步预变形轧制样品更均匀细小的微观组织。而且，异步预变形轧制能促进样品织构调控并使样品基面织构峰值点向板材±TD偏转。在异速比为1.5的异步预变形轧制后，样品取向差角图峰值集中在30°和86°附近，分别是由动态再结晶和{102}拉伸孪晶产生。这使得异速比为1.5的异步预变形轧制能有效弱化织构。
　　经过异速比1，1.2，1.5和1.7的预变形轧制后样品将分别在轧制压下量为21％，24%，26%和24%时破裂。所以，预变形使用异速比为1.5的异步轧制时，能提高AZ31镁合金板材的轧制成形性能。
　　相比较于其他3种轧制路径，每道次同时旋转板材轧向和法向的轧制路径能使样品晶粒细小均匀，织构弱化，在EBSD图中偏离{0002}取向的晶粒更少。而且，轧后样品具有交错的剪切带、大小分布均匀的显微硬度以及更高的延伸率和拉伸强度。
　　在异步轧制异速比为1-1.5范围内，异速比的提高有利于弱化镁合金板材的基面织构，提高板材成形性能。在使用异速比为1.5的异步轧制时，400℃轧后板材的宏观基面织构相比较于300℃轧制时得到明显弱化。当使用异速比为1.5的异步轧制时，10%的道次压下量相比较于5%时能弱化板材基面织构，从而工业生产中能直接增大道次压下量，减少生产成本。综上所述，能有效调控AZ31镁合金板材织构的异步轧制最优轧制工艺为：异速比1.5，轧制温度400℃，轧制总压下量为40%，道次压下量为10%。

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1 绪论

1.1 镁及镁合金特性

1.2 镁合金异步轧制技术

1.3 研究意义和内容

2 实验材料和实验方法

2.1 实验材料

2.2 实验方案

2.3 实验方法

3 异步轧制预变形对镁合金后续成形能力的影响

3.1 异步轧制预变形对镁合金力学性能的影响

3.2 异步轧制预变形对镁合金微观组织演变的影响

3.3 本章小结

4 异步轧制路径对镁合金组织和性能的影响

4.1 异步轧制路径对镁合金性能的影响

4.2 异步轧制路径对镁合金组织演变的影响

4.3 本章小结

5 异步轧制工艺参数对镁合金微观织构演变的影响

5.1 轧后板材XRD织构演变规律

5.2 微观组织的EBSD表征

5.3 分析与讨论

5.4 本章小结

6 结论

致谢

参考文献

附录

A. 攻读硕士学位期间发表的论文目录：

B. 作者在攻读硕士学位期间取得的其他科研成果：