AZ31镁合金水平连铸板材轧制工艺研究

摘要

本文介绍了AZ31 镁合金水平连续铸造工艺的特点，研究了AZ31镁合金水平连续铸造板坯的宏观及微观组织特征，分析了均匀化退火对板坯微观组织及力学性能的影响。通过对板坯400℃下的热轧，研究了轧制工艺对镁合金微观组织、室温力学性能的影响规律，探讨了轧制过程中组织演变及晶粒细化机制。利用X射线衍射研究了轧制过程中板材织构的演变规律，分析了终轧板材的各向异性性能，探讨了织构分布形态对板材各向异性的影响。 研究结果表明，AZ31镁合金水平连续铸造板坯中存在着表面细等轴晶区、柱状晶区等晶粒层，组织中存在着枝晶偏析及Mg17A112第二相；均匀化退火后，组织中的枝晶偏析及Mg17A112第二相得以消除，板坯的抗拉强度下降，屈服强度及延伸率上升。在400℃下，采用10％、20％、30％、40％、50％不同的道次压下量对AZ31镁合金板坯进行轧制，研究轧制变形程度和道次压下量对AZ31镁合金组织和性能的影响。结果表明，AZ31 镁合金在轧制变形时，随着轧制变形程度的增大，动态再结晶形核数目增多，组织越来越细小；轧制初期及中期，板材的力学性能随轧制变形程度的增大而提高，轧制后期，由于板材薄传热快，轧制中实际变形温度较低，此时随着变形程度的增大，板材强度继续上升，而塑性有所下降；通过对板材轧制组织及拉伸实验结果的对比，发现相同变形程度下，采用不同道次压下量制得板材的组织及力学性能相差不大。通过X 射线衍射分析，研究轧制变形程度和道次压下量对板材织构的影响。可以发现，轧制初期及中期，随着轧制变形程度的增大，板材的{0002}基面织构强度不断增强，轧制后期由于晶界滑移的发生，织构强度略有下降；对比不同道次压下量制得的板材，轧制初期，高道次压下量制得板材{0002}基面织构强度相对较低，轧制后期各板材基面织构强度基本相同；轧制过程中，板材表层基面织构强度高于中心处基面织构强度，随着轧制的进行，中心与表层基面织构强度差距逐渐减少，最终强度相同；实验中终轧板材织构为理想板织构。板材的各向异性程度不明显。