非对称+交叉热轧对AZ31镁合金组织的影响

刘杨 郭宇航 赵美

摘 要：变形镁合金作为一种新型轻质金属结构材料，具有储量大、比强度和比刚度高、导热性好以及电磁屏蔽能力强等一系列优点，在很多领域中广泛应用。非对称+交叉轧制是一种对称轧制与交叉轧制的复合轧制工艺，第1-第3道次轧制后微观组织以大量孪晶为主要特征，第4道次轧制后孪晶消失，每道次轧制后，由于发生静态再结晶，孪晶被细小的再结晶晶粒替代。

关键词：AZ31镁合金;非对称+交叉热轧;显微组织

1 概述

镁合金的晶体结构为密排六方而且室温下能够进行的独立滑移系少，导致其塑性很差，而变形镁合金相比于铸造镁合金具有更大的发展潜力，通过材料结构的控制、热处理工艺的应用，变形镁合金可获得更高的强度、更好的延展性和更多样化的力学性能[1-5]。

虽然异步轧制和等径转角轧制、非对称热挤压等非对称热变形方法在镁合金组织调控上得到了广泛关注，并取得了理想的效果。但由于上述方法成本高、生产效率低以及生产产品尺寸较小等问题，同时加工效率不明显，不能够大规模生产。本文研究了低成本、高效率的非对称+轧制交叉热轧制备AZ31镁合金板材微观组织特征，为获得良好的力学性能提供理论支撑。

2 试验过程

实验选用铸态AZ31镁合金板材。铸态AZ31镁合金在380℃固溶9小时，然后在400℃条件下轧制，单道次压下量15%，共4道次，总压下量50%。每轧制一道次后顺时针旋转90度，在400℃退火5分钟，对每道次轧制板材进行金相组织观察。非对称+交叉轧制工艺如图1所示。

3 实验结果

图2（a）为非对称+交叉热轧第1道次轧制后微观组织，由大量孪晶和动态再结晶晶粒组成，退火后孪生明显减少，被静态再结晶晶粒取代。图2（c）为非对称+交叉热轧第2道次轧制后的微观组织，与第1道次轧制后相比，孪晶数量明显减少，退火后孪晶消失，出现大量细小再结晶晶粒。图2（e）为非对称+交叉热轧第3道次轧制后的微观组织，仍有大量的孪晶存在，第4道次轧制后并未出现前三道次出现的孪晶，平均晶粒尺寸约为10-20?m，退火后晶粒大小更加均匀。

（a）第1道次轧制;（b）第1道次轧制后退火;（c）第2道次轧制;（d）第2道次轧制后退火;（e）第3道次轧制;（f）第3道次轧制后退火;（g）第4道次轧制;（h）第4道次轧制后退火。

4 結论

第1至第3道次非对称+交叉轧制AZ31镁合金变形组织以孪晶为主，退火后孪晶被细小的再结晶组织取代，由于第3道次退火后晶粒细小，第4道次轧制后并未出现孪晶，退火后组织为细小均匀的再结晶组织。

参考文献：

[1]穆生滨，镁合金同步轧制与异步轧制的数据研究[J].世界有色金属，2016（12）：42.

[2]高翔宇，黄庆学，朱琳，等.异步轧制AZ31镁合金板带的研究[J].热加工工艺，2017（23）：93.

[3]朱素琴，严红革，夏伟军，等.异步轧制AZ31镁合金板材的组织性能研究[J].湖南大学学报（自科版），2008，35（08）：51-54.

[4]W.J.Kim，J.D.Park.Effect of differential speed rolling on microstructure and mechanical properties of an AZ91 magnesium alloy [J].Journal of Alloys and Compounds.2008，460：289-293.

[5]蒋俊锋.AZ31镁合金异步轧制与等径角轧制的研究[D].湖南大学，2010.