高性能轧制镁合金研究进展

随着轻量化需求的不断增加,镁合金作为最轻的结构金属材料受到了广泛关注。商用镁合金的强度与塑性仍然较低,限制了其在各领域的广泛应用,深入研究高性能镁合金板材制备工艺是打破其应用限制的关键所在。目前,轧制是生产高性能镁合金板材的重要手段,短流程、高效率、低成本的镁合金板材轧制工艺研发是国内外研究的焦点。综述了近几年先进轧制技术（如衬板控轧、非对称轧制、交叉轧制、叠轧、电脉冲辅助轧制及铸轧等）在制备高性能镁合金板材上的最新进展,浅析了几种新型轧制方法在工业应用方面的局限性,提出了未来高性能镁合金板材的研发需基于对工艺-组织-性能关系的深入探索,从新型低合金化体系开发和低成本短流程制备工艺两方面探索优化,为进一步满足镁合金工业应用需求提供思路。     

镁合金板材的生产历史与研究现状

近年来,来自节能和环保的压力大大促进了镁合金产业的发展,具有高技术含量的镁合金板材的制备技术愈来愈受到人们关注。介绍了国内外镁合金板材的生产历史及其制备技术的研究现状,并讨论了传统制备技术和近来发展起来的几种新型轧制制备技术的特点、基本原理、研究现状及应用,对我国镁合金板材生产的发展状况进行了阐述,并提出了我国镁合金板材的发展方向。     

镁合金板料制备技术的研究进展

综述了镁合金板材轧制技术的研究现状,介绍了温度、压下量、板坯厚度等轧制工艺参数及轧制方式对板材组织、性能的影响,分析评述了多种轧制工艺.随着节能环保意识的不断增强,镁合金板材将会有广阔的应用领域.     

累积叠轧工艺对AZ31镁合金板材组织和性能的影响

采用累积叠轧工艺对AZ31 镁合金薄板进行剧塑性变形,研究了累积叠轧变形过程中镁合金板材的组织及性能演变.实验结果表明,累积叠轧可以有效细化AZ31镁合金板材的晶粒组织,显著改善室温延伸率,是制备大尺寸、高性能细晶镁合金板材的一种有效、经济而且可以实现工业化生产的技术.累积叠轧5道次后AZ31镁合金板材组织均匀,晶粒尺寸为1～2μm左右,晶粒细化源于大的累积变形及表面剪切变形;室温抗拉强度和延伸率可达到349MPa和22.46%,可归因于晶粒细化对镁合金强度和塑性的改善.累积叠轧板材的道次间的加热使ARB组织粗化,减小了累积叠轧过程中晶粒持续细化的效果.     

镁合金双辊铸轧工艺

目前，双辊铸轧技术己广泛用于制备轻型镁合金板材，这类板材对于对重量敏感的应用领域具有很大吸引力。本文综述了镁合金的双辊铸轧工艺现状，主要内容集中在与镁合金带材的固化行为有紧密关系的问题。另外，也涉及到在这种先进的铸轧工艺的帮助下利用冶金的优势开发新的镁合金的问题。     

镁合金板材轧制成型的研究进展

镁合金板材在变形镁合金中占有重要的地位,但其轧制成型工艺还不是很成熟.分析了镁合金轧制成型的特点,论述了镁合金板材轧制成型的工艺,及异步轧制、等径角轧制、交叉棍轧制、累积叠轧等轧制方式对轧制成形性及板材组织性能的影响.重点阐述了通过调整轧制工艺和选择轧制方式提高镁合金的轧制成形性.指出了镁合金板材轧制中存在的问题和今后发展的方向.     

变形镁合金连续铸轧技术研究进展

变形镁合金材料具有良好的综合性能而被广泛应用,但由于其常温塑性较差导致变形镁合金材的加工变形困难.连续铸轧技术是一种短流程、近终成型板坯加工技术.综述了变形镁合金的合金体系、变形特点、加工方式和连续铸轧技术的工艺特点,探讨了变形镁合金连续铸轧技术的可行性,并介绍分析了国内外有关变形镁合金连续铸轧技术的研究现状和发展前景.     

热轧工艺对AZ31镁合金组织和性能的影响

目的研究大变形量热轧、累积叠轧和普通热轧3种不同加工工艺及后续热处理对AZ31镁合金的组织及室温力学性能的影响。方法将均匀化处理后的AZ31原始样品采用大变形热轧、累积叠轧和普通热轧3种不同加工工艺制备成板材,并进行了后续热处理。利用EBSD技术和力学性能测试,解释了其组织和性能的关系。结果剧烈塑性变形工艺及适宜的热处理工艺,可使AZ31镁合金保持高强度的同时还可兼顾优良的室温延伸率。大变形量热轧工艺制备的AZ31镁合金板材的细晶组织及室温拉伸性能,可与累积叠轧等传统剧烈塑性变形工艺相媲美,屈服强度达到289 MPa,延伸率为7%。结论与普通热轧工艺制得的AZ31镁合金板材相比,大变形量热轧工艺及累积叠轧工艺制得的板材具有更高的强度和塑性。剧烈塑性变形镁合金在低温退火后获得的混晶组织,具有优良的综合力学性能,强度比形变态样品略低,而塑性与完全退火样品相同甚至更好。     

多道次弯曲对AZ31B镁合金板材织构与性能的影响

提出了一种改善镁合金板材织构与冲压性能的新方法,即单向多道次弯曲工艺.研究了该工艺对AZ31B镁合金板材织构以及成形性能的影响,分析了单向多道次弯曲前后各种状态板材的显微组织、力学性能以及杯凸值.结果表明,多道次弯曲改善了冷轧态AZ31B镁合金板材中不利于对后续塑性加工的(0002)基面织构,能够较好地改善AZ31B镁合金板材的力学性能和冲压性能.     

挤轧复合变形制备电磁连铸AZ61板材

通过挤压后再轧制的方法制备AZ61镁合金板材,利用动态再结晶产生局部剪切变形减弱挤压形成的{0002}基面织构,可以有效提高板材的塑性成形能力,对比分析了直接轧制75%变形量与挤轧复合轧制60%变形量的AZ61电磁半连铸镁合金板材.结果表明,两种工艺方法所得到的板材力学性能相近,前者抗拉强度σb=300 MPa,屈服强度σ0.2=230 MPa,延伸率δ=8.0%,后者σb=295 MPa,σ0.2=245 MPa,δ=8.2%.因此,可以通过挤轧复合的工艺方法利用较小的轧制变形量(60%)制备出与较大轧制变形量(75%)性能相近的镁合金板材.