不同轧制方法制得镁合金板材的组织和织构特点
镁合金 挤压 织构
镁合金挤压织构镁合金是一种重要的结构材料，在各个领域都有广泛的应用。
本文将从镁合金的制备方法、挤压工艺和织构特性等方面进行探讨，并对其优缺点进行评估。
一、镁合金的制备方法镁合金的制备方法主要有熔融法和粉末冶金法两种。
1. 熔融法：熔融法是将镁和其他合金元素加热至其熔点以上，然后通过混合、合金化和冷却等工艺步骤得到镁合金。
这种方法适用于制备大规模和复杂形状的零件，但成本较高。
2. 粉末冶金法：粉末冶金法是将镁和其他合金元素的粉末混合，并通过压制和烧结等工艺步骤得到镁合金。
这种方法具有较好的形貌和尺寸控制能力，适用于制备高纯度和复杂形状的零件。
二、镁合金的挤压工艺挤压是一种常用的镁合金加工方法，它通过将镁合金坯料推入模具中，通过模具的空间限制来获得所需形状的零件。
挤压工艺具有简单、高效、节能等优点，可制备大批量、高强度和高精度的镁合金零件。
1. 挤压过程：挤压包括预变形、热挤压和冷挤压三个步骤。
预变形是通过热轧、酸洗等工艺将原始镁合金坯料进行塑性变形，以增加其可挤压性。
热挤压是将预变形的坯料加热至挤压温度，然后通过挤压机械将坯料挤压成所需形状。
冷挤压是将热挤压得到的坯料在室温下进行进一步挤压和整形。
2. 挤压参数：挤压参数对镁合金的织构、力学性能和表面质量等有着重要影响。
主要包括挤压温度、挤压速度、挤压比例和挤压模具布局等。
三、镁合金的织构特性织构是指材料的晶粒方向和分布的有序性。
镁合金的织构特性会影响其力学性能、塑性变形和腐蚀行为等。
主要有以下几种类型的织构：1. 基体织构：镁合金的基体织构主要取决于合金元素类型和含量、加工工艺和热处理条件等。
常见的基体织构有强材织构和弱材织构等。
2. 绕组织织构：镁合金在挤压过程中，由于晶粒在挤压方向上的流动，会导致晶粒绕组织织构的形成。
这种织构会影响镁合金的力学性能和塑性变形行为。
3. 易位织构：易位织构是指由于位错运动和晶粒滑移导致的晶粒方向发生变化。
易位织构会影响镁合金的蠕变行为和高温强度等。
轧制AZ31镁合金板材的显微组织和力学性能
轧制AZ31镁合金板材的显微组织和力学性能苗青【摘要】以初始晶粒尺寸为250～300 μm、20 mm厚的铸态AZ31镁合金板坯为原材料,对比研究4种轧制方案对轧后板材显微组织和力学性能的影响.结果表明,4种方案终轧板材的平均晶粒尺寸依次为5 μm、18 μm、6.5 μm和4.5 μm,抗拉强度均大于250 MPa,屈服强度均大于140 MPa,延伸率均大于20％.其中最佳方案制得了高塑性镁合金板材,抗拉强度为265 MPa,屈服强度为186 MPa,延伸率达29％,同时,板材沿横向、轧向和45°方向的性能相差较小,各向异性不显著.【期刊名称】《上海电机学院学报》【年(卷),期】2013(016)005【总页数】6页(P240-245)【关键词】AZ31镁合金板材;轧制;显微组织;力学性能【作者】苗青【作者单位】上海电机学院机械学院,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TG113镁合金具有高比强度、高比刚度、减振性好等一系列优点，被誉为“21世纪最具潜力的绿色工程材料”。
变形镁合金板材、带材适用于“陆、海、空、天”等交通运载装备的制造[1-2]。
镁合金具有密排六方(HCP)的晶体结构，室温变形条件下塑性较差、加工成形困难，但变形镁合金较之铸造镁合金具有更优良的力学性能和尺寸稳定性。
轧制技术是通过塑性成形工艺生产板、带材最经济有效的方法之一，具有在大规模工业化生产中快速应用、全面推广的价值和空间[3-4]。
因此，研究与开发高性能镁合金板材的轧制工艺具有重要意义。
据文献[5-6]报道，传统的AZ31镁合金热轧工艺，一般均从120mm左右厚的铸锭开始轧制，始轧温度为420～450℃，终轧温度为300～260℃，单道次变形量15%～25%，一般轧制到2～4mm厚的板材需要加热3～5次，总轧制道次为28～30次。
热轧后板材的性能为：抗拉强度≥250MPa，屈服强度≥145MPa，延伸率在12%～21%，轧制后板材的方向性较明显。
az31镁合金室温异步轧制的织构演变
az31镁合金室温异步轧制的织构演变近年来，AZ31镁合金室温异步轧制已经成为一种提高镁合金性能的重要技术。
为了深入了解不同参数下AZ31镁合金室温异步轧制的织构演变，一组实验被设计用来研究镁合金轧制温度、转矩以及轧制速度等参数对织构演变的影响。
实验结果表明，当AZ31镁合金室温异步轧制温度介于300℃～350℃之间，轧制速度介于10 m/min～20 m/min之间时，其织构演变效果得到了最大化。
此外，当不同转矩下轧制速度相同时，AZ31镁合金室温异步轧制的织构演变以及得到的最终产品性能在转矩增加时也发生了一定的变化，其中转矩越高，织构演变的效果更为明显，最终产品的性能也更优越。
此外，还有一些其他因素会对AZ31镁合金室温异步轧制的织构演变产生影响，如滚轮的硬度，轧制工具的摩擦载荷，轧制表面的摩擦模量等，这些因素都会影响AZ31镁合金室温异步轧制的织构演变，如果这些因素得到充分考虑，就可以将AZ31镁合金室温异步轧制的织构演变效果提升到一个新的水平。
AZ31镁合金室温异步轧制的织构演变技术在近年来得到了广泛的应用，它不仅具有增加镁合金材料的抗腐蚀能力和增强强度的优点，还可以减少材料的厚度，降低制件重量，同时还能改善制件的表面品质，让镁合金材料以全新的形式出现在世界各地。
因此，要想了解不同参数下AZ31镁合金室温异步轧制的织构演变，对轧制工艺参数进行准确的控制是十分关键的，这需要结合先进的实验方法和高性能的轧制设备，使之能够在控制轧制工艺参数的同时，达到理想的织构演变效果，从而提高AZ31镁合金室温异步轧制的织构演变的效率。
综上所述，AZ31镁合金室温异步轧制的织构演变是一种非常有效的轧制工艺，通过恰当控制工艺参数，可以达到理想的织构演变效果，提高镁合金材料的性能，增强其应用价值。
镁合金板材轧制成形现状及其发展
镁合金是一种具有广泛应用前景的材料，具有较低的密度和较高的比强度，以及较好的机械性能和耐腐蚀性能。
其中，镁合金板材作为一种重要的应用形式，其轧制成形技术一直备受关注。
本文将从深度和广度的角度，全面评估镁合金板材轧制成形的现状及发展，并探讨其在相关领域中的应用前景。
1. 镁合金板材轧制成形技术的现状1.1 镁合金板材的特性镁合金具有较低的密度和较高的比强度，是一种重要的轻质合金材料。
其优异的机械性能和耐腐蚀性能，使其在航空航天、汽车制造和电子领域具有广泛的应用前景。
1.2 镁合金板材轧制成形的技术现状镁合金板材的轧制成形技术在近年来取得了长足发展，通过热轧、冷轧、热连轧等不同工艺，可以实现对镁合金板材的精密成形。
2. 镁合金板材轧制成形技术的发展趋势2.1 先进轧制成形工艺随着材料加工技术的不断进步，镁合金板材轧制成形技术也在不断优化。
采用先进的轧制工艺，可以实现对镁合金板材的高精度成形，提高产品的质量和性能。
2.2 镁合金板材在新能源汽车领域的应用随着新能源汽车领域的快速发展，镁合金板材作为一种轻质、高强度的材料，将得到更广泛的应用。
其轧制成形技术的进步，对新能源汽车的轻量化设计具有重要意义。
3. 个人观点与展望镁合金板材轧制成形技术的发展，为相关行业提供了高性能的轻质材料解决方案，推动了新能源汽车和航空航天领域的技术升级。
未来，随着轧制成形技术的不断完善和镁合金材料性能的进一步提升，相信镁合金板材在更多领域将展现出巨大的应用潜力。
通过本文的全面评估和深度探讨，相信您对镁合金板材轧制成形的现状及发展有了更深入的理解。
本文也对镁合金板材的应用前景进行了展望，希望能为您带来有价值的信息。
随着社会经济的快速发展和科技水平的不断提高，轻量化材料在各个领域的应用日益广泛。
作为一种重要的轻质合金材料，镁合金因其较低的密度和较高的比强度，以及良好的机械性能和耐腐蚀性能，受到了广泛关注。
其中，镁合金板材作为一种重要的应用形式，其轧制成形技术一直备受关注。
ZK61镁合金薄板轧制与组织、织构及性能研究共3篇
ZK61镁合金薄板轧制与组织、织构及性能研究共3篇ZK61镁合金薄板轧制与组织、织构及性能研究1ZK61镁合金薄板轧制与组织、织构及性能研究摘要：为了研究ZK61镁合金薄板的轧制工艺对其组织、织构及性能的影响，本文采用了压下式轧制工艺，通过金相显微镜、SEM、XRD等手段对材料进行了组织、织构及性能的表征。
结果表明，通过选取合适的轧制参数，可以得到具有优异织构性能的ZK61镁合金薄板，并且该薄板具有良好的力学性能、耐腐蚀性能和耐磨性能，可以满足航空、汽车和轻量化领域的应用需求。
关键词：ZK61镁合金薄板；轧制工艺；组织；织构；力学性能1. 引言随着航空、汽车和轻量化领域的不断发展，对于轻量、高强、耐腐蚀的材料需求越来越高。
镁合金作为一种轻质高强、耐腐蚀的材料，已成为这些领域中的重要材料之一。
ZK61镁合金薄板作为一种广泛应用的材料之一，其具有优异的机械性能、良好的耐腐蚀性能和较高的加工性能，在航空、汽车和轻量化领域有着广泛的应用。
然而，由于ZK61镁合金材料具有低的塑性和低的机械性能，为了提高其塑性和机械性能，需要对其进行适当的加工工艺调控。
本文对ZK61镁合金薄板的轧制工艺进行了研究，通过对材料的组织、织构及性能进行表征，为该材料的应用提供了理论依据和实验基础。
2. 实验方法2.1 材料制备选取ZK61镁合金作为实验材料，在真空熔炼炉中进行高纯度的熔炼，得到ZK61镁合金毛坯。
然后对毛坯进行热轧工艺，将其制备成为初始厚度为3mm的扁平坯。
之后，在热轧之后进行冷轧，将材料制备成为厚度约为0.5mm的镁合金薄板。
最后对薄板进行退火处理，使其组织稳定。
2.2 薄板表征对制备好的ZK61镁合金薄板进行金相显微镜、SEM、XRD等手段对其组织、织构及性能进行表征。
其中金相显微镜用于对薄板的组织进行观测和分析，SEM用于对其表面形貌进行观察和表征，XRD用于对其晶体结构进行分析和确定。
2.3 力学性能测试将制备好的ZK61镁合金薄板进行拉伸试验和硬度测试，得到其力学性能数据。
az31镁合金室温异步轧制的织构演变
az31镁合金室温异步轧制的织构演变az31镁合金是最常用的低成本镁合金材料，它具有优异的耐腐蚀性、高抗拉强度和合金成本的特点。
然而，由于它的材料特性，它在室温下的异步轧制加工工艺中存在某些技术问题。
本文旨在探讨az31镁合金在室温异步轧制下的织构演变。
首先，影响az31镁合金室温异步轧制下的织构演变的因素有很多，如轧制分析条件、挤压行程和塑性变形规律。
在实验中，研究人员分析了轧制参数对az31镁合金室温异步轧制的织构演变的影响。
实验表明，当轧制的速度减小时，织构演变的程度增强，最终形成金属晶间薄化和晶粒析出。
此外，轧制的温度可以影响室温异步轧制下的织构演变，当轧制的温度增加时，织构演变的程度增强，尤其是当轧制温度超过限度时，织构演变会大大加剧。
其次，金相组织是影响az31镁合金室温异步轧制下的织构演变的重要因素。
研究表明，在室温下，金属晶粒更容易变形，而且具有更强的塑形能力。
此外，金属晶粒的尺寸和形状也会影响az31镁合金室温异步轧制下的织构演变。
在实验中，当粒径增加时，金属晶间的变形增加，而当粒径减少时，金属晶间的变形减少。
最后，az31镁合金室温异步轧制过程中的热处理技术也可以影响织构演变的程度。
研究表明，在热处理过程中，晶粒的析出可能会加剧织构演变，而晶间空间的变形可能会减缓织构演变。
在实验中，当热处理时间延长时，金属晶粒的析出会加剧，从而加剧织构演变的程度。
综上所述，az31镁合金室温异步轧制过程中的织构演变受多个因素的影响，包括轧制分析条件，挤压行程，塑性变形规律，金相组织和热处理技术。
为了获得更好的织构演变效果，轧制工艺参数应适当调整，以求得更高的加工效能。
进一步研究可以给不同条件下的az31镁合金室温异步轧制工艺提供参考。
总之，az31镁合金室温异步轧制下的织构演变是一个复杂的过程，它受多个因素的影响。
研究表明，恰当的调整轧制参数可能有助于提高工艺的效率和织构的改变程度。
在以后的研究中，应更加关注az31镁合金室温异步轧制过程中的微观织构演变，并为不同条件下的室温异步轧制工艺提供更有效的参考。
变形镁合金AZ31的织构演变与力学性能
变形镁合金AZ31的织构演变与力学性能镁合金作为一种新型轻质金属结构材料,在汽车制造、通讯电子、航空航天等工业领域具有广阔的应用前景。
由于镁是密排六方（HCP）结构材料,其塑性变形在室温下仅限于基面{0001}<11（?）0>滑移及锥面{10（?）2}<1011>孪生,因此,镁合金的室温塑性加工能力较差。
目前大多数镁合金制品的加工局限于铸造,特别是压铸成型,然而,铸件的力学性能不够理想且容易产生组织缺陷,极大地限制了镁合金的应用范围。
变形镁合金在铸造后往往通过热变形方式（如挤压、轧制等）细化晶粒、改善合金的组织结构来提高合金的力学性能。
与铸造镁合金相比,变形镁合金的综合力学性能优异;但常规变形镁合金在热变形后一般会产生强烈的{0002}基面织构,而该织构的存在是导致变形镁合金低的室温塑性和高的各向异性的主要原因。
良好的室温塑性是变形镁合金广泛应用的前提之一,而如何通过织构控制及晶粒细化法有效地改善和提高镁合金的室温塑性成为变形镁合金工业发展中的重要方向。
针对上述问题,本论文开展了如下研究工作:（1）铸态纯镁热轧变形过程中{0002}基面织构的演变规律;（2）异步轧制AZ31镁合金板材的形变织构及退火织构;（3）非对称热挤压AZ31镁合金板材的显微组织、织构特征及力学性能;（4）晶粒尺寸及织构对AZ31镁合金室温压缩变形行为的影响。
主要结论如下:铸态纯镁在400℃热轧过程中发生了明显的动态再结晶,伴随晶粒细化和{0001}基面织构的形成。
随着轧制道次的增加,晶粒逐渐细化,晶粒大小趋于均匀,孪晶数量减少;织构由初始态的无规则取向逐渐转化为{0002}基面织构,且基面织构的强度随着热轧变形量的增加而增加。
经多道次热轧后（ε=78%）,纯镁板材内部形成均匀的等轴晶组织和较强的{0002}基面织构。
热轧纯镁中动态再结晶的形核机制主要为基于孪生的动态再结晶形核机制。
镁合金轧制工艺
镁合金轧制工艺绪论1 绪论镁是结构材料中最轻的金属，近年来已经逐渐被应用到航空航天、国防军工、汽车、电子通讯等领域，同时这些领域对其力学性能的要求也在不断提高。
传统的铸造镁合金已经渐渐无法满足要求，而通过挤压、锻造、轧制等工艺生产的变形镁合金产品具有更高的强度、更好的延展性、更多样化的力学性能。
其中，轧制作为镁合金塑性加工的重要手段得到了长足的发展。
镁合金是密排六方晶体结构，c/a 轴比为1.6236，在室温下仅具有一个滑移面，在滑移面上有3个密排方向，即有3个滑移系，根据多晶体塑性变形协调性原则，要使多晶体在晶界处的变形相互协调，必须有5个独立滑移系，显然密排六方结构的镁合金不满足该条件。
因此，在室温下，镁合金的塑性很低。
当变形温度达到225℃时，高温滑移面（棱柱面）被激活，镁合金的塑性有所改善。
镁及其合金的另一个重要特征是加热升温与散热降温比其他金属都快。
因此，在塑性加工过程中，温度下降很快且不均匀，则易发生边裂和裂纹，相对于其它金属材料而言，镁及其合金的热加工温度范围较窄。
镁合金滑移系较少，在室温和低温条件下塑性较差，而且迄今对镁合金塑性变形机理的认识还不够全面和深入，镁合金板材制备及其轧制成形工艺的研究尚处于初级阶段。
镁合金板材轧制成形的以下特点制约了镁合金板材的发展与应用：1）镁合金室温塑性变形能力差，轧制过程中易出现裂纹等变形缺陷；2）目前镁合金板材制备多采用普通的对称轧制，轧制后的组织有强烈的（0002）基面织构，存在严重的各向异性，不利于后续加工；3）镁合金轧制道次压下量较钢和铝小很多，生产效率不高。
制备优质的镁合金板材，大部分工艺都需要经过多道次轧制工序，轧制过程受许多因素的影响，这些因素可以分为两大类：第一类为影响轧制金属本身性能的一些因素，即金属的化学成分和组织状态以及热力学条件；第二类为轧制的工艺因素，如轧制温度、轧制变形量和轧制速度以及后续的热处理工艺。
国内外很多学者针对如何改进镁合金轧制工艺和轧制技术，以获得二次成形性能优良的板材做了大量的研究工作。
镁合金的组织结构、特性及应用
T4状态：（1）固溶处理，415±5ºC，14~24h，空冷；（2）时效（不进行）；T6状态：（1）固溶处理：415±5ºC，14~24h，空冷；（2）时效：175ºC，16h，空冷
铸态组织α+Mg17Al12；固溶处理后，化合物溶入固溶体，其组织为具有轮廓分明的晶粒组织；时效引起固溶体分解，沉淀出细小魏氏体型组织；在165ºC时效，晶界有粗片状沉淀
ZM1
时效：从铸态到T1状态，180±5ºC，≥12 h，空冷
退火+时效，330±5ºC，2h，空冷；185ºC，≥12h；时效：175±5ºC，28~32h，空冷；
时效：195±5ºC，16h，空冷
铸态组织：a+MgZn（块）；晶界和富锌区中分布有微粒状MgZn，有晶内偏析。时效后晶内析出沉淀物。当铸件慢冷时，有比重偏析，形成Zn3Zr2
属于Mg-Al-Zn系铸造镁合金，它有良好的流动性，热裂倾向小，固溶处理后具有较高的强度和塑性，是应用广泛的一种铸造镁合金，用于制造飞机的框、翼肋、油箱隔板、导弹和副油箱的挂架、各种支臂、支座、轮毂、机匣、壳体
ZM6
固溶处理：525~535ºC，12~16h，空冷；
人工时效：200±5ºC，16h，空冷
MB25
R状态：热挤压或热锻压状态
S状态：热挤压后人工时效，时效制度为170ºC，10h，空冷
因加入钇，晶粒细小；铸态晶界为网状共晶（a+Z）,但尚未封闭晶界，Z相为三元化合物（Mg3YZn6）。不平衡结晶及成分偏析可能出现包晶反应的W相（Mg3Y2Zn3）；加工制品的组织与MB15相似。当合金中钇含量偏高时，则W相增加，力学性能恶化
MB15
S状态：热挤压后人工时效，170ºC，10h，空冷，热锻后人工时效，150ºC，24h，空冷
镁合金板材轧制成型的研究进展_张丁非
镁合金板材轧制成型的研究进展Prog ress in the Research on Rolling Form ation ofM ag nesium A lloy Sheet张丁非1,戴庆伟1,胡耀波1,兰 伟2,方 霖1(1重庆大学材料科学与工程学院国家镁合金材料工程技术研究中心,重庆400030;2重庆科技学院,重庆401331)ZHA NG Ding-fei1,DAI Qing-w ei1,H U Yao-bo1,LAN Wei2,FANG Lin1(1Natio nal Research Center fo r M agnesium Alloy s,Co lleg e of M aterials Science andEngineering,Chongqing University,Chong qing400030,China;2Cho ng qingU niversity of Science and Technology,Cho ng qing401331,China)摘要: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。
关键词:镁合金;轧制方式;轧制工艺;轧制成型中图分类号:TG335.5 文献标识码:A 文章编号:1001-4381(2009)10-0085-06A bstract:M agnesium alloy sheet play s an im po rtant role in the w rought mag nesium allo y.H ow eve r, the processes of rolling fo rmatio n are unsatisfacto ry.The characteristics and pro cess of rolling fo rma-tion o f magnesium alloy sheet are analy zed.The effects of diffe rent ro lling w ay s,like asynchro nous, equal channel ang ular cro ss and accumulative rolling,on microstructure and properties are also dis-cussed.And adjusting the rolling process and selecting rolling w ay s to enhance magnesium alloy ro lled fo rmability are mainly dem onstrated.Finally the problem s,to gether with the future development of magnesium alloy sheet ro lling process,are pointed o ut.Key words:magnesium alloy;rolling w ay;ro lling process;fo rming rolling 镁合金作为最轻的结构合金,已经逐渐被应用到航空航天、汽车、摩托车、电子产品等领域,而对其力学性能的要求也越来越高。
镁合金轧制工艺
镁合金轧制工艺绪论1 绪论镁是结构材料中最轻的金属，近年来已经逐渐被应用到航空航天、国防军工、汽车、电子通讯等领域，同时这些领域对其力学性能的要求也在不断提高。
传统的铸造镁合金已经渐渐无法满足要求，而通过挤压、锻造、轧制等工艺生产的变形镁合金产品具有更高的强度、更好的延展性、更多样化的力学性能。
其中，轧制作为镁合金塑性加工的重要手段得到了长足的发展。
镁合金是密排六方晶体结构，c/a 轴比为1.6236，在室温下仅具有一个滑移面，在滑移面上有3个密排方向，即有3个滑移系，根据多晶体塑性变形协调性原则，要使多晶体在晶界处的变形相互协调，必须有5个独立滑移系，显然密排六方结构的镁合金不满足该条件。
因此，在室温下，镁合金的塑性很低。
当变形温度达到225℃时，高温滑移面（棱柱面）被激活，镁合金的塑性有所改善。
镁及其合金的另一个重要特征是加热升温与散热降温比其他金属都快。
因此，在塑性加工过程中，温度下降很快且不均匀，则易发生边裂和裂纹，相对于其它金属材料而言，镁及其合金的热加工温度范围较窄。
镁合金滑移系较少，在室温和低温条件下塑性较差，而且迄今对镁合金塑性变形机理的认识还不够全面和深入，镁合金板材制备及其轧制成形工艺的研究尚处于初级阶段。
镁合金板材轧制成形的以下特点制约了镁合金板材的发展与应用：1）镁合金室温塑性变形能力差，轧制过程中易出现裂纹等变形缺陷；2）目前镁合金板材制备多采用普通的对称轧制，轧制后的组织有强烈的（0002）基面织构，存在严重的各向异性，不利于后续加工；3）镁合金轧制道次压下量较钢和铝小很多，生产效率不高。
制备优质的镁合金板材，大部分工艺都需要经过多道次轧制工序，轧制过程受许多因素的影响，这些因素可以分为两大类：第一类为影响轧制金属本身性能的一些因素，即金属的化学成分和组织状态以及热力学条件；第二类为轧制的工艺因素，如轧制温度、轧制变形量和轧制速度以及后续的热处理工艺。
国内外很多学者针对如何改进镁合金轧制工艺和轧制技术，以获得二次成形性能优良的板材做了大量的研究工作。
镁合金板材轧制成形现状及其发展
镁合金板材轧制成形现状及其发展镁合金板材轧制成形现状及其发展1. 引言镁合金是一种重要的结构功能材料，具有低密度、高比强度、良好的耐腐蚀性和优异的导热性能。
镁合金在航空航天、汽车、电子设备等领域得到了广泛应用。
镁合金板材作为镁合金制造业的重要部分，其轧制成形技术是一项关键的工艺，对于提高镁合金板材的性能和质量具有重要意义。
2. 镁合金板材轧制成形技术现状目前，镁合金板材轧制成形技术已经取得了显著的进展。
根据研究和应用的结果，镁合金板材主要通过单面轧制、双面轧制和多次轧制等方式来实现成形。
其中，双面轧制技术是最常用的方法之一。
这种方法通过先进行初轧，然后进行再轧制，最终得到高质量的镁合金板材。
也有一些新型的轧制技术被引入，例如单通道轧制、多通道轧制和连续轧制等。
这些新技术能够提高板材的形尺寸精度和表面质量，进一步推动了轧制成形技术的发展。
3. 镁合金板材轧制成形技术的发展趋势随着对镁合金板材性能要求的不断提高，轧制成形技术也在不断发展。
未来的研究重点主要集中在以下几个方面：3.1. 工艺参数优化工艺参数是影响轧制成形质量和性能的关键因素之一。
通过优化轧制工艺参数，可以进一步提高镁合金板材的力学性能和表面质量。
合理选择轧制温度、轧制速度和轧制力等参数，可以有效控制晶粒细化、纵横比和内部应力等因素，从而实现良好的板材成形效果。
3.2. 强化技术应用强化技术是提高镁合金板材性能的重要手段。
常用的强化技术包括热处理、冷变形和合金元素调整等。
通过对镁合金板材的热处理，可以优化其晶体结构和晶粒尺寸，从而提高材料的强度和硬度。
通过适当的冷变形和合金元素调整，还可以改善材料的塑性和耐腐蚀性能。
3.3. 轧制设备改进轧制设备的改进也是促进镁合金板材轧制成形技术发展的重要因素。
目前，国内外已经出现了一些先进的轧机设备，如超声波振动轧制机和水压轧制机等。
这些设备可以通过引入振动或水压技术，进一步优化轧制过程中的摩擦和变形行为，提高板材的成形性能和表面质量。
镁合金板材的现行生产工艺与优势比较
镁合金板材的现行生产工艺与优势比较镁合金板材的现行生产工艺与比较任何材料的大批量使用必须以管材和板材的形式展开,镁合金作为军工材料进入我国以来已经有50多年时间,开始民用化却是近几年的事情.对于板材的工艺我国目前比较常见的是上世纪50年代从前苏联引进的铸锭连续热轧技术----洛铜集团铝镁板材分厂,近5年左右人们又相继开发了其他一些工艺,接下来我将截至目前为止镁合金板材的主要成熟生产工艺方法加以汇总于对比使给位决策者有一个比较全面的认识.1、前苏联工艺：(洛铜集团铝镁板材分厂)该工艺首先采用半连续铸造方式生产扁锭，经表面车削出去氧化层与疏松层之后加热到450---550℃左右在塑性变形区域进行轧制多道次成形.在每次轧制之前必须进行严格的表面化学处理以出去表面杂质和氧化以及润滑污染.该工艺的特点是:1)产品经过多道次变形处理晶粒细小均匀,再变形能力强.2)产品材质纯度较高,力学与电学性能稳定.该工艺缺点是:1)产品成本太高,几乎无法满足民用要求;2)工艺总制造流程能耗巨大;3)整个工艺过程在化学处理和热轧制处理交替进行,污染比较大.4)出品率比较低,每投入1吨的铸锭仅可以出品450—470公斤成品板材,一半以上的材料在加工中被浪费.目前该工艺可以采用的唯一工艺制造过程就是热连轧工艺技术.2、连铸连轧技术(闻喜银光镁业集团)该技术2003年有西北工业大学李华伦教授与福州华镁科技公司联合研究成功并申报专利,2005年被例为国家863攻关计划和十一五国家科技支撑计划,2006年与山西银光镁业集团合作建立了国内唯一一条镁合金600mm宽幅的镁合金连铸连轧生产线,经过近5年时间的摸索与改进目前已经可以生产从0.5---7mmx600mm的AZ系列镁合金板材。
该工艺的特点是：1）生产流程短，整个制程总能耗低；2）生产速度快，生产效率高；该工艺的缺点是：1）镁合金液体在流动过程中成分分布不均匀出现局部偏析的情况比较大；2）采用该工艺生产的板材不能进行冷轧制和冷冲压，在一定程度上影响使用；3）由于制程的质量原因经常引起产品批量报废，使生产成本加高；4）板材的力学与电化学性能不稳定影响具体设计使用；5）整体流程质量不稳定。
镁合金轧制工艺
1绪论镁是结构材料中最轻的金属，近年来已经逐渐被应用到航空航天、国防军工、汽车、电子通讯等领域，同时这些领域对其力学性能的要求也在不断提高。
传统的铸造镁合金已经渐渐无法满足要求，而通过挤压、锻造、轧制等工艺生产的变形镁合金产品具有更高的强度、更好的延展性、更多样化的力学性能。
其中，轧制作为镁合金塑性加工的重要手段得到了长足的发展。
镁合金是密排六方晶体结构，c/a轴比为1.6236，在室温下仅具有一个滑移面，在滑移面上有3个密排方向，即有3个滑移系，根据多晶体塑性变形协调性原则，要使多晶体在晶界处的变形相互协调，必须有5个独立滑移系，显然密排六方结构的镁合金不满足该条件。
因此，在室温下，镁合金的塑性很低。
当变形温度达到225C时，高温滑移面（棱柱面）被激活，镁合金的塑性有所改善。
镁及其合金的另一个重要特征是加热升温与散热降温比其他金属都快。
因此，在塑性加工过程中，温度下降很快且不均匀，则易发生边裂和裂纹，相对于其它金属材料而言，镁及其合金的热加工温度范围较窄。
镁合金滑移系较少，在室温和低温条件下塑性较差，而且迄今对镁合金塑性变形机理的认识还不够全面和深入，镁合金板材制备及其轧制成形工艺的研究尚处于初级阶段。
镁合金板材轧制成形的以下特点制约了镁合金板材的发展与应用：1）镁合金室温塑性变形能力差，轧制过程中易出现裂纹等变形缺陷；2）目前镁合金板材制备多采用普通的对称轧制，轧制后的组织有强烈的（0002）基面织构，存在严重的各向异性，不利于后续加工；3）镁合金轧制道次压下量较钢和铝小很多，生产效率不高。
制备优质的镁合金板材，大部分工艺都需要经过多道次轧制工序，轧制过程受许多因素的影响，这些因素可以分为两大类：第一类为影响轧制金属本身性能的一些因素，即金属的化学成分和组织状态以及热力学条件；第二类为轧制的工艺因素，如轧制温度、轧制变形量和轧制速度以及后续的热处理工艺。
国内外很多学者针对如何改进镁合金轧制工艺和轧制技术，以获得二次成形性能优良的板材做了大量的研究工作。
双辊铸轧镁合金板坯微观组织特征
双辊铸轧镁合金板坯微观组织特征
首先，双辊铸轧镁合金板坯的晶粒尺寸通常较小。
由于轧制工艺的作用，镁合金的晶粒会发生晶粒细化，即晶粒尺寸变小。
晶粒细化可以提高
材料的强度和塑性，从而改善其力学性能。
一般来说，晶粒尺寸越小，材
料的强度和塑性就越高。
其次，双辊铸轧镁合金板坯的晶界结构也会受到影响。
晶界是相邻晶
粒之间的界面，它在材料的力学性能中扮演着重要的角色。
在双辊铸轧过
程中，晶界的结构会发生变化，包括晶界角度、晶界能量以及晶界的几何
形貌等。
这些变化会影响材料的力学性能，如强度、韧性和蠕变性等。
另外，双辊铸轧镁合金板坯中还存在孪晶。
孪晶是材料中晶体发生变
形产生的特殊结构，通常呈现出镁合金板材中沿着滚轧方向延伸的细弯曲
条纹状。
孪晶的存在可以增强材料的塑性，并提高其耐疲劳性能。
最后，双辊铸轧镁合金板坯的显微组织分布也是其微观组织特征之一、在板坯的不同区域，显微组织的分布可能存在差异，如晶粒尺寸和孪晶的
分布。
这些显微组织差异会影响材料的局部性能分布，从而对材料的整体
性能产生重要影响。
总之，双辊铸轧镁合金板坯具有一系列微观组织特征，包括晶粒尺寸
细化、晶界结构的变化、孪晶形貌以及显微组织分布的不均匀性等。
这些
特征不仅直接影响镁合金板坯的力学性能，而且还会对后续的加工过程和
最终的产品性能产生重要影响。
因此，深入研究和理解双辊铸轧镁合金板
坯的微观组织特征对于优化加工工艺和提高产品性能具有重要意义。
不同冷轧路径下ZX21镁合金板材织构及力学性能调控机理
不同冷轧路径下ZX21镁合金板材织构及力学性能调控机理谭超兰;黄光杰;黄信德;曹玲飞;曹宇;张成行;李伟【摘要】研究轧制路径对ZX21镁合金板材织构分布和屈服各向异性的影响.结果表明:单向轧制板材形变织构为双峰基面织构,退火后呈现出垂直于冷轧方向分布的非基面双峰的织构特征.再结晶织构的分布与晶粒的定向形核和选择性长大有关,多向轧制可弱化晶粒取向分布的方向性,其晶粒尺寸相比单向轧制有所减小,退火后形成均匀分布的圈状织构,大幅降低沿轧面各个方向拉伸时基面滑移的施密特因子差异,改善板面内的力学性能各向异性,提高板材的成型性.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2018(028)010【总页数】13页(P1949-1961)【关键词】镁合金;轧制路径;织构;各向异性【作者】谭超兰;黄光杰;黄信德;曹玲飞;曹宇;张成行;李伟【作者单位】重庆大学材料科学与工程学院,重庆 400044;重庆大学材料科学与工程学院,重庆 400044;重庆大学材料科学与工程学院,重庆 400044;重庆大学材料科学与工程学院,重庆 400044;重庆大学材料科学与工程学院,重庆 400044;重庆大学材料科学与工程学院,重庆 400044;重庆大学材料科学与工程学院,重庆 400044【正文语种】中文【中图分类】TG146.2镁合金作为“21世纪的绿色结构材料”，因其低密度、高比强度和比刚度的特点，在环保要求以及轻量化要求不断提高的交通运输、航空航天及能源等领域有着巨大的应用潜力[1−2]。
然而，镁合金的应用仍然受限于其较低的室温塑性成形性能。
这种低塑性成形性一方面源于密排六方晶体结构的镁合金室温下可开动滑移系少；另一方面，基面滑移作为临界分切应力(Critical resolved shear stress, CRSS)最小的变形机制，使得镁合金在塑性成形尤其是在压缩或者轧制变形时，容易形成强烈的基面织构，从而使板材存在明显的各向异性，导致后续成形变得困难[1, 3−4]。
异步轧制AZ31镁合金板材的组织和晶粒取向
异步轧制AZ31镁合金板材的组织和晶粒取向张文玉1,刘先兰1,陈振华2(1.湖南工学院机械工程系,湖南衡阳421002; 2.湖南大学材料科学与工程学院,湖南长沙410082)摘 要:主要对异步轧制AZ31镁合金板材的显微组织和晶粒取向进行了研究,以探讨提高镁合金板材塑性变形能力的途径。
结果表明:由于异步轧制时板材的变形量比常规轧制时的大,其动态再结晶进行得比较完全,因此异步轧制有利于AZ31镁合金板材晶粒的细化与均匀化;并且改变异步轧制的工艺条件,能够在一定程度上改善镁合金板材中的(0002)基面织构取向,使织构得到软化,从而提高镁合金的塑性变形能力。
关键词:异步轧制;AZ31镁合金;组织;晶粒取向中图分类号:T G146.2;T G339 文献标识码:A 文章编号:1000 3738(2007)12 0019 05Microstructure and Grain O rientation of AZ31Magnesium Alloy SheetsProcessed by Differential Speed RollingZHANG Wen yu1,LIU Xian lan1,C HEN Zhen hua2(1.H unan Institute of Technolog y,H engy ang421002,China;2.H unan Univer sity,Changsha410082,China)Abstract:T he objectiv e o f this study on micr ostr ucture and gr ain or ientat ion of AZ31mag nesium alloy sheets pr oduced by differ entia l speed ro lling was to investig ate the po ssibility o f impr ov ing defor mability of AZ31 magnesium alloy sheets.T he r esults indicate that,compared w ith sheets pr oduced by nor mal r olling,the defor matio n by different ial speed ro lling is mo re than the for mer,and t he pro cess of dynamic r ecr ystallizatio n is more com plet ed,so different ial speed r olling is beneficial to the g rains o f magnesium alloy sheet s to be r efined and ho mog eneous;A nd(0002)basal plane or ientation of A Z31magnesium a llo y sheet s is impr oved to some extent with various pro cess co ndit ions o f differentia l speed ro lling,t he text ur e is intenerated,which impr ov esd t he defo rmability of A Z31magnesium alloy.Key words:differential speed rolling;AZ31mag nesium allo y;m icrostr ucture;gr ain or ientation0 引 言镁合金作为最轻的金属结构材料之一,得到了越来越广泛的应用。
ZK61镁合金薄板轧制与组织、织构及性能研究
ZK61镁合金薄板轧制与组织、织构及性能研究镁合金板材轧制工艺的不成熟，如道次变形量小，轧制道次多，中间多次加热、材料利用低等问题，严重制约着镁合金板材的广泛应用，因此，探索出高效、高性能、高材料利用率的镁合金板材轧制工艺，有利于促进变形镁合金的发展与应用。
本文为此以ZK61镁合金铸坯和挤压坯为研究对象，研究了多道次降温热轧工艺及轧制过程中的组织性能演变，以求获得一条既有利于提高效率又可改善板材综合性能的轧制工艺路线，并重点研究了轧制温度和道次变形量对2.0mm以下薄板组织、织构及性能的影响，以寻求制备ZK61镁合金薄板的热轧工艺。
根据镁合金冷变形特点，开拓出小变形量多道次累积冷轧工艺，可以使累积冷变形量达到20-35%，成功制备出了0.4-0.7mm厚性能优异、表面质量良好的ZK61镁合金薄板板材。
本文还研究了热轧和冷轧过程的沉淀析出问题，并深入分析了晶粒尺寸、织构对板材力学性能的影响。
ZK61镁合金24mm厚铸坯经30%道次变形量6道次连续降热轧制获得了晶粒尺寸7.2μm、延伸率24%、屈服和抗拉强度分别约为208MPa和306MPa的2.0mm 镁合金板材，并完全消除了中间加热工序，体现了的多道次降温轧制的高效性。
对比20-40%不同道次变形量下的ZK61镁合金挤压坯多道次降温热轧过程中的组织性能演变，发现30%道次变形量对挤压坯热轧板材的组织性能改善仍具有很好的适用性。
系统研究了道次变形量20-50%、轧制温度160-300℃对2.0mm板材单道次热轧轧后板材组织性能的影响，得出有利于ZK61镁合金薄板组织细化和性能优化的30-40%道次最佳变形量区间及230-250℃最佳温度区间，轧后板材组织晶粒细化至约3.2μm且尺寸分布均匀、延伸率稳定高于22%、屈服和抗拉强度分别高达222MPa和324MPa。
采用40%逐次降温的热轧工艺，成功制备出延伸率高达30%的ZK61镁合金0.7mm厚薄板。
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镁合金冷 轧 板 材 组 织 中 主 要 为 粗 大 的 晶 粒， 且 晶粒内部有大量孪晶。这是 因 为 室 温 下 镁 合 金 可 开 动的滑移系少， 要依靠孪生， 主要是锥面孪生才能发
［ )!］ 。冷轧组织的细化主要通过退火 静 态 再 结 生变形
晶来完成。退 火 时， 再结晶晶粒在原始晶粒边界形 核 长 大， 取 代 粗 大 的 原 始 晶 粒， 得到细小再结晶组 织
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不同轧制方法制得镁合金板材的组织和织构特点
常 量， 曾小勤， 丁文江
（上海交通大学 材料科学与工程学院， 上海 !""")"）
摘要： 介绍了热轧、 冷轧、 交叉轧制、 累积叠轧、 不 对 称 轧 制 等 不 同 的 镁 合 金 板 材 轧 制 工 艺。 分 析 了 不 同 轧 制 工 艺 对 应板材的组织特点及晶粒细化机制。分析了 不 同 轧 制 工 艺 下 板 材 织 构 特 点 及 形 成 原 因。 对 提 高 镁 合 金 板 材 性 能， 改进轧制工艺提供参考借鉴。 关键词： 镁合金； 轧制方法； 晶粒细化； 织构 中图分类号： *+&’# , !! ； *+))% 文献标识码： 文章编号： （!"".） &"". $ .!)/ "’ $ """’ $ ".
杂的 变 形 最 终 使 得 基 面 的 取 向 偏 离 板 材 的 法 向， 形 成基面织构的双峰特征。从 图 )$ 中 可 见， 冷轧织构 退火后分布规律没有太大变化， 仅强度有所下降。
对织构有一定的弱化作用。
)
# "! 平
特别轧制方法
降温轧制 镁合金板材冷轧、 热轧时 多 采 用 恒 定 的 温 度， 杨
［ &#］ 研究 表 明 ， 热轧过程中镁合金将形成强
高， 力学性能 （如抗拉强度和延伸 性能） 不 平 均， 通过 控制织 构 降 低 各 向 异 性 程 度， 可有效的提高板材 性能。
（"""!） 基面织构， 基本特征为 （"""!） 基面平行 于轧面 （图 &5） 。这种 织 构 是 由 塑 性 变 形 过 程 中 基 面 滑 移、 锥 面 滑 移 共 同 造 成 的， 一般随着轧制道次的增多和 板材厚度的减薄， 织构将逐渐增 强， 当板材轧制到薄
［ !+］
晶粒， 其尺寸不 到 ! ! C。 这 些 组 织 在 退 火 后 可 长 大 为较 均 匀 的 细 小 再 结 晶 组 织， 再进行轧制又能形成 扩展的切 变 带。 反 复 轧 制、 退火可形成较大范围的 切变带区， 最终退火后形成大范围细晶区。图 ’$ 、 E、 退 火 使 组 织 发 生 静 态 再 结 晶 及 晶 粒 回 复， F、 G 显示， 消除了缺陷和变形组织， 使组织更加均匀。 降温 轧 制 由 于 一 直 处 于 热 轧、 温轧范围内 （D(( H I !A( H ） ， 高 于 室 温， 因此织构并未出现冷轧
［ && $ &!］ ； 高应变速率使位错急 提高再结晶组 织 的 比 例
满足要求。这 种 情 况 下， 采 用 挤 压、 轧 制、 锻造等塑 性 加 工 工 艺 生 产 的 变 形 镁 合 金 产 品， 由于具有更好
［ ) $ ’］ 的力学性能、 多样化的结构而越来越受到重视 。
其 中， 轧制作为镁合金塑性加工的重要手段得到了 长足的发 展， 产 生 了 多 种 轧 制 方 法。 这 些 轧 制 方 法 主要通过两个途径来提高板 材性 能： （&） 细化晶粒提
［ %0］ ， 加上交叉轧制板材组织的 均 匀 性， 为 减轻或消除
示， 轧制后及退火后均为强基面织 构， 与其他热轧镁 合金强基面织构相似。 # "# 交叉轧制 普通单向轧制生产的板材常 具 有 较 强 的 基 面 织 构， 各向 异 性 强。 为 使 板 材 各 方 向 性 能 均 匀， M3>9=
［ ］ ［ )"］ 张青来 等研究了交叉轧制的轧制方 C3>3 7G;/8 )A 、
法， 大大降低 了 基 面 织 构， 减 轻 了 材 料 的 各 向 异 性， 可很好的改善板材的冲压性能。 交叉轧制 在 轧 制 过 程 中 将 改 变 轧 制 方 向 （改 变
［ )A］ ， 也可以 。轧制中 可 以 每 道 次 后 都 改 变 轧 向 +(N） ［ )"］ 。通过研 保持一个方向轧制多道次后再变向轧制
!"#$%&’$(#’($) *+, ’)-’($) %. !/ *00%1 &2))’& .*3$"#*’), 31 ,"..)$)+’ $%00"+/ 4)’2%,&
01-2+ 34567， 892+ :45;<=46， >?2+ @A6<B4567
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［ !*］
大的变形量， 因而组织中主要发生 动 态 再 结 晶， 生成 了 大量等轴小晶粒， 尺寸约 D ! 见图 ’3。图 ’5、 C， 0、 . 显示， 随着轧制温度的下降， 动态再 结 晶 组 织 成 分 开 始减少， 孪晶及切变带开始增多， 其中切变带起到了
［ )’］ 细化 组 织 的 作 用 。切变带内含有大量细小 （亚 ）
［ %-］ 金在高应变速 率 下 来自 得 良 好 的 塑 性 变 形 ， 同时退
高， 其拉深比可达到 % 1 $’ ， 明显地提高了材料的冲
火后将成 为 细 化 的 等 轴 晶。 与 单 向 轧 制 相 比， 交叉 轧 制 组 织 具 有 更 好 的 均 匀 性 和 等 轴 性， 即晶粒大小 较均匀， 多为等轴晶， 见图 ’.、 /。这种 组 织 能 使 深 冲 压 加 工 的 应 力 和 应 变 分 布 均 匀， 有利于提高板材的 塑性变形和深冲性能。 如图 + 所示， 与单向轧 制 板 材 的 织 构 相 比， 交叉 轧制得到的板材基面织构强 度 大 大 降 低。 这 主 要 得 益于轧制方向的不断变化， 使 得 组 织 的 取 向 性 降 低， 各方向更 加 平 均。 织 构 强 度 的 降 低， 材料各向异性
［ / $ #］ 。 研 究 表 明， 晶 粒 尺 寸 小 于 &" ! 镁 高塑 性 M 时， ［ . $ (］ 合金将体现出良好的超塑性 ； （!） 降低织构 强 度， ［ % $ &"］ 减小各向异性程度 。镁合 金 板 材 各 向 异 性 程 度
剧堆积， 应力集中得不到释放， 抑制 动 态 再 结 晶 的 形
图!
［ ］ "#!$ 镁合金板材降温轧制时各道次的组织 %%
图&
［%% ］ 各道次轧制及退火后的织构
图’
［ ］ &(( ) 及 %’( ) * !(( ) 下 "#!$ 镁合金单向轧制及交叉轧制板材组织 %+ , %-
温度较低些时， 组织中存在 着 大 量 孪 晶、 亚结构和位 错等微观细 小 组 织。 这 些 组 织 使 得 轧 制 "#!$ 镁 合
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常规轧制方法
收稿日期： !""# $ "% $ &’
第一作者简介： 常量 （&%(& $ ） ， 男， 辽宁本溪人， 硕士研究生， 主要研究方向为镁合金轧制。
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轻
合
金
加
工
技
术
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［ !"］ 板时， 形成较强的基面织构 。经研究发 现， 热轧时 ［ !#］ ， 见 图 !$ ， 退火也 采用 大 应 变 可 以 降 低 织 构 强 度
［ )D L )#］ 。如图 D 所 时绕 JK 倾转的 双 峰 基 面 织 构 形 状
。镁合金冷 轧 后 板 材 具 有 较 高 强 度， 但伸长率
［ !*］
较低， 通过适当退火， 也可提高冷轧板材的塑性
。
如图 ) 所示， 冷轧 %&’! 镁 合 金 织 构 形 态 与 热 轧 织 构 有 显 著 的 区 别， 其基面的织构极密度分布呈现 双峰形态， 与热轧的相比， 强度上冷轧板材的基面织 构强度更高 >;01;5?