两步升温热轧工艺对AZ31镁合金薄板各向异性及成形性能影响（英文）

采用两步梯度升温轧制工艺对AZ31镁合金板材进行轧制，探究轧制过程对镁合金板材显微组织织演化、各向异性及成形性能的影响。第I步轧制在300℃开展，其每道次压下量为15%；第II步轧制在550℃进行，其每道次压下量为40%。经过共4道次轧制后，最终获得厚度为1 mm的镁合金薄板。结果显示，第I步低温轧制过程不更换轧制方向时，试样中生成大量剪切带；而更换轧制方向时，组织内部主要为孪晶和再结晶晶粒。随着II步轧制温度的升高，由于动态再结晶急剧激发，剪切带数量及尺寸逐渐减小，晶粒明显细化。根据IGMA分析得出，非基面滑移，特别是棱柱面滑移活动增强。轧制退火后的AZ31镁合金薄板的力学性能得到提高，各向异性减小，冲压成形性能得到明显改善。     

轧制路径对AZ31镁合金薄板组织性能的影响

研究了异步轧制路径对AZ31镁合金板材的金相组织和性能的影响。结果表明,以每道次轧制方向旋转180°而板正法向不变的路径轧制时,板材的金相显微组织较好,晶粒细小（约为20μm）,孪晶少,伸长率达到26%,并且板材的屈服强度、应变硬化指数较高;而按每道次板材轧制方向和板正法向均旋转180°的路径轧制时,板材的塑性应变比值最大。这说明异步轧制路径对AZ31镁合金性能的影响是比较复杂的,应该综合考虑异步轧制工艺条件的影响,通过工艺优化提高异步轧制AZ31镁合金板材的冲压成形能力。     

轧制路径对Mg-Al-Ca-Mn-Zn镁合金成形性及组织性能的影响

采用金相显微镜、X射线衍射仪、拉伸试验机和扫描电镜等，研究了4种不同轧制路径对Mg-1.2Al-0.4Ca-0.3Mn-0.3Zn镁合金板材成形性、微观组织和力学性能的影响。结果表明，轧制路径对Mg-1.2Al-0.4Ca-0.3Mn-0.3Zn镁合金板材的成形性、显微组织和力学性能都有影响，通过RD+TD多道交叉轧制得到的板材成形性最佳，无边裂产生；相较于单向多道次轧制，板材经多道次交叉轧制后晶粒细化明显，组织趋于均匀，基面织构强度也从9.680降至6.111,并且板材各向异性有显著弱化，塑性得到提升，沿轧制方向伸长率为19%。     

轧制路径对ZK60镁合金板材组织和性能的影响

在250 ℃对轧制-热处理态ZK60镁合金板材进行9道次不同路径的轧制试验。采用光学显微镜、电子万能试验机、SEM、XRD等研究了轧制试验后ZK60镁合金的显微组织、室温拉伸性能、断口形貌及晶粒择优取向。结果表明:轧制路径对ZK60镁合金板材的晶粒尺寸变化无明显影响,但压下量对镁合金组织内的孪晶变化有很大影响;轧制路径的变化对ZK60镁合金板材的各向异性和力学性能有较大影响,在交叉+45°的路径下轧制后ZK60镁合金板材,各向异性较弱,具有良好的综合力学性能和轧制成形能力,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到244.31 MPa、371.14 MPa和25.46%;交叉+45°路径轧制对ZK60镁合金的晶粒择优取向有明显影响,能够改善镁合金板材的晶粒择优取向和各向异性,提高ZK60镁合金的力学性能。     

轧制参数对AZ31镁合金织构和室温成形性能的影响

为了获得基面织构强度弱化、室温埃里克森值高的镁合金板材的热轧工艺,采用异步轧制研究轧制温度为250?450℃、道次压下率为15%?35%、异速比为1:1.5时轧制工艺对镁合金宏观织构和室温成形性能的影响,并以此设计一组轧制工艺,使轧制后合金织构强度明显弱化,室温埃里克森值得到明显提高。结果表明:提高轧制温度、减小道次压下率可以有效地弱化基面织构,提高镁合金室温成形性能。但是在450℃、道次压下率为5%时,轧制后板材晶粒粗大,成形能力较低。经轧制温度为450℃、道次压下率为10%的工艺轧制后板材具有优良的室温成形性能,即室温埃里克森值为5.35 mm,此时基面织构强度为9852。     

道次压下率对稀土镁合金板材性能及组织的影响

为了制备高强度的稀土镁合金薄板，研究了在交叉轧制过程中道次压下率对稀土镁合金组织演变及力学性能的影响。结果表明：合适的轧制道次压下率不仅有助于改善稀土镁合金的成形性能，同时也可以提高板材的力学性能。轧制后，板材中的晶粒尺寸变细，LPSO相增多，KAM值增大，同时产生细晶强化、固溶强化以及位错强化效果，使稀土镁合金板强度提升；当道次压下率为20%时，板材的基面织构弱化效果显著，可以激活更多种类的滑移系统，使轧制后的板材伸长率增加。     

Ca对AZ4.51变形镁合金组织和性能的影响

采用AZ4.51变形镁合金经均匀化处理和热轧后得到的厚度为1 mm的薄带.用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和电子万能试验机等对不含钙和钙含量为0.3%的镁合金薄带进行组织分析和性能测试.研究发现,Ca的加入改善了镁合金组织的均匀性,从而改善了合金力学性能的各向异性,使材料在不同方向上的强度和伸长率差别减小,尤其提高了材料在与轧制方向成45°方向上的力学性能,其轧制态的抗拉强度为292.7 MPa,屈服强度为200.1 MPa,伸长率为9.2%,分别提高了25.25%、43.75%和24.32%.同时Ca的加入提高了材料的变形能力,使镁合金在350 ℃轧制(每道次压下量设定为50%)时的一次压下量达到33.8%,提高了10%.     

不同轧制工艺对AZ31镁合金薄板室温成形性能的影响

采用常规轧制(NR)、异步轧制(DSR)和交叉轧制(CR)3种不同工艺来获得AZ31镁合金板材并进行室温成形性能的研究。结果表明:AZ31镁合金板材的综合力学性能不仅与晶粒尺寸有关,还与晶粒取向有关。基面织构的减弱可明显提高板材的胀形性能。异步轧制明显降低板材基面织构强度,使板材室温冲压性能得到提高。交叉轧制使晶粒显著细化,基面织构增强,提高了板材的力学性能,却降低其冲压成形性能;同时交叉轧制可以减弱板材各向异性。研究结果为改善镁合金室温塑性与成形性能提供了理论依据和新思路。     

不同加工路径对汽车用AZ31B镁合金薄板冷冲性能的影响

对AZ31镁合金1.5 mm厚板材进行了不同路径等通道角挤压变形,研究了其对AZ31B镁合金板材冷冲性能的影响。结果表明,改变等通道角挤压路径不仅能够细化晶粒,更能够通过弱化其基面织构提高镁合金冷冲成形性能。与单向ECAP(路径A)相比,180°翻转挤压(路径C)后的板材冷冲性能最高。而对于每道次90°翻转(路径D),板材各个方向上的冷冲高度基本一致,说明变换等通道角挤压路径有利于降低镁合金板材的各向异性。     

异步轧制AZ31镁合金的微观组织与室温成形性能

探讨采用小异速比多道次异步轧制技术提高AZ31镁合金板材室温成形性能的可行性,研究异步轧制板材微观组织的特点、形成机理及其与成形性能间的内在联系。结果表明:多道次异步轧制所累积的剪切应变能有效促进压缩孪晶的交互作用,细化合金晶粒组织,削弱(0002)基面的织构强度;异步轧制AZ31镁合金板材后续退火处理后的室温伸长率和Erichsen值分别可达32%和6.14mm;(0002)基面织构减弱和塑性应变比的降低是板材室温成形性能提高的根本原因。     

轧制工艺对汽车用镁合金板材组织和性能的影响

对AZ31镁合金铸轧板材进行了不同初轧温度的多道次不同路径轧制试验。通过显微组织观察、室温拉伸试验研究了不同初轧温度和轧制路径对AZ31镁合金板材的组织和性能的影响。结果表明:在300~450℃,随着初轧温度的升高,AZ31镁合金板材试样平均晶粒尺寸逐渐增大,初轧温度达到450℃时,晶粒发生明显长大。相同初轧温度下,轧制方向交替变化轧制的AZ31镁合金板材试样比单向轧制试样晶粒更为细小。随着初轧温度的升高,试样的抗拉强度和屈服强度逐渐降低,伸长率先降低后升高。采用轧制方向交替变化轧制的AZ31镁合金板材具有更优的力学性能。     

交叉轧制对ZK60镁合金组织演变和性能的影响

研究了轧制方式对ZK60镁合金组织与织构的影响规律,同时通过对退火后板材进行室温拉伸试验研究了其力学性能。经过交叉轧制的镁合金板材由于二次孪晶的生成及非基面滑移系的启动促使再结晶程度增大,晶粒细化效果显著,退火后平均晶粒尺寸达到6.43μm。同时交叉轧制会迫使晶粒向TD方向旋转,从而降低织构强度,改变织构类型。相比于单向轧制,交叉轧制后板材的平均抗拉强度和伸长率分别提高到321 MPa和25.7%,伸长率提高了近50%;塑性应变比、平面各向异性指数、屈强比等指标也得到了改善。结果表明,交叉轧制可有效调控镁合金板材组织及其均匀性、提高力学性能和成形性能。     

多道次大压下轧制对AZ31镁合金薄板组织和性能的影响

对AZ31镁合金薄板分别进行多道次小压下及大压下轧制,平均道次压下率分别为14.5%和46%,研究两种轧制方式下AZ31镁合金的组织演变与力学性能。结果表明,小压下轧制AZ31镁合金板材表面氧化严重,组织逐渐均匀变细小,力学性能逐渐升高;大压下轧制方式AZ31镁合金板材表面氧化程度小,但是随着道次增加,表面出现薄屑,组织逐渐均匀细小,而剪切带越来越明显,力学性能逐渐下降。大压下轧制的板材组织中出现剪切带能够明显降低其力学性能。大压下轧制过程中,动态再结晶一直发挥重要作用,而小压下轧制初期主要变形机制为滑移,随着道次增加动态再结晶逐渐参与协调变形。     

稀土Y对AZ31镁合金板材组织和性能的影响

研究不同含量Y及不同轧制温度对AZ31镁合金板材再结晶行为、显微组织以及力学性能的影响;探讨如何优化Y元素含量及轧制工艺来提高变形镁合金板材的组织和性能,从而获得高强韧、高成形性镁合金板材。结果表明:Y元素含量约为1%,轧制温度约为300℃时,变形镁合金的强韧性配合最好,板材具有较好的综合力学性能。研究结果有望为改善镁合金室温塑性与提高可成形性能提供了理论依据和新思路。     

汽车用超细晶镁合金轧制工艺研究

研究了轧制工艺对超细晶AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,在试验条件下,轧制道次少于4次时镁合金组织中没有裂纹或微孔;轧制道次大于4次时,镁合金表面出现微小裂纹。随着轧制道次增加,镁合金抗拉强度、屈服强度和伸长率先增加后减小,轧制道次为4次时达到最大值。随着轧制温度的增加,镁合金组织晶粒尺寸增大,抗拉强度和屈服强度降低。最佳轧制工艺参数为:轧制温度200℃、轧制道次4次。此时获得最佳抗拉强度428 MPa,屈服强度332 MPa,伸长率为8.8%。     

轧制工艺对汽车用镁合金微观组织和力学性能的影响

研究了轧制工艺对镁合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着轧制道次的增加,镁合金组织中孪晶组织越来越多。随着轧制温度的提高,镁合金变形能力增加,但晶粒长大,且氧化程度加剧。镁合金抗拉强度、屈服强度和伸长率随轧制道次增加而升高。随轧制温度增加,镁合金抗拉强度和屈服强度降低,伸长率升高。     

压缩对AZ31镁合金微观组织和力学性能的影响

对AZ31镁合金在室温下沿轧制板材不同方向进行多向压缩,研究了不同加载路径下AZ31镁合金的力学性能和微观组织演变。结果表明,沿不同方向3道次压缩时,样品表现出不同的力学行为,沿TD(横向)-RD(轧向)-ND(法向)路径压缩时,材料屈服强度随压缩道次增加而增大;沿ND-RD-TD路径压缩时,材料的屈服强度随压缩道次增加先减小后增大。每次压缩后,(0001)基面织构都转到压缩轴附近。TD样品的主要塑性变形机制为孪生,而ND样品的主要塑性变形机制为滑移。多向压缩产生的孪生可以分割细化晶粒,使镁合金强度提高。     

等通道转角挤压变形Mg-1.5Mn-0.3Ce镁合金的组织、织构与力学性能

采用等通道转角挤压(ECAP)工艺以Bc路径在623K温度下对Mg-1.5Mn-0.3Ce镁合金进行变形,观察显微组织与织构,测试了力学性能。显微组织分析表明,镁合金经ECAP变形晶粒尺寸明显得到细化,经6道次ECAP变形后晶粒尺寸由原轧制态的约26.1μm细化至约1.2μm,且细小的第二相粒子Mg12Ce弥散分布于晶内及晶界处;同时经ECAP变形后,原始轧制织构随变形道次的增加不断减小,并开始转变为ECAP织构,织构强度不断增强;力学性能结果表明,由于晶粒细化作用大于织构软化作用,前3道次ECAP变形镁合金强度随道次的增加不断提高,与Hall?Petch关系相符,在第3道次时其抗拉强度和屈服强度达到最大值,分别为272.2和263.7MPa;在4道次之后形成较强的非基面织构,镁合金强度下降,与Hall?Petch呈相悖关系。断口分析表明,轧制态与ECAP变形镁合金的断裂方式都是沿晶断裂,由于6道次变形镁合金晶粒细化,存在更多的韧窝并获得16.8%最大室温伸长率。     

热轧MB26镁合金微观组织和力学性能研究

在420℃时,对MB26镁合金进行4道次、2道次不同压下率的热轧,观察热轧后合金的微观组织.并测试合金的力学性能.结果表明,随着轧制道次变形量的增大,轧制应变速率增加,镁合金发生了动态再结晶.从而获得细小的晶粒组织.热轧后,合金的强度较挤压态均得到提高,但伸长率有所下降.轧制2道次后显示出更好的力学性能,其拉伸断口存在许多深且均匀的韧窝,属于韧性断裂.     

轧制温度对AZ91镁合金组织及性能的影响

研究了不同变形温度对AZ91铸态镁合金轧制成形能力、微观组织及力学性能的影响,对热轧过程中第二相的分布及边裂行为进行了分析。结果表明,变形温度对AZ91铸态镁合金轧制成形性能影响显著。350℃和450℃轧制时,试样边部及表面出现明显横向裂纹,变形温度为400℃时,可获得较前两者更均匀细小的轧制组织,轧制成形性能明显提高。轧制试样的室温拉伸性能指标呈现先增加后减小的趋势,在400℃时达到最大值,抗拉强度和伸长率分别达到289 MPa和10.4%。