AZ31镁合金板料胀形性能的研究(3)
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2}，孪生方向为(1
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011)。镁及镁合金在高温下塑性变形时，一个重要的
微观特征是滑移与孪生协调动作完成变形，以滑移为主，孪生为辅。孪生的作用是改
善应力集中并释放应力和调整晶体的取向，使得滑移可进一步进行。孪生和滑移交替
进行，可获得更大的塑性变形量[6]
，有利于变形的进行。但是孪生切变量与滑移切变
量相比，远小于滑移的切变量。
1.3 镁合金塑性成形技术
目前，大多数的结构镁合金产品都是采用压铸[7，8]
、熔铸[9]
、轧制、挤压、锻造
和压力成形等方法制成的[10]
。其中，轧制、挤压、锻造和压力成形为镁合金的塑性成
形方法。
1.3.1 轧制成形
镁合金板材一般采用轧制的方法成形。在轧制过程中，镁合金的晶粒可以得到细
化，并且改善其组织，提高力学性能[11]
。在轧制成形时，板料的变形方式为水平方向
延伸，垂直方向受压。因此，在室温下，镁合金变形困难，一般会选择热轧和温轧。
镁合金轧制过程受到镁合金板料自身和轧制工艺因素的影响，其中，板料自身因
素包括金属化学成分及组织状态等条件；轧制工艺因素有轧制温度、轧制变形量和轧
制速度及后续的热处理等[12]
。由于温度对于镁合金的塑性变形能力影响很大，因此，在轧制过程中，温度是轧制的关键参数。当轧制温度较低时，不能通过动态再结晶改
善晶粒的大小，粗大的晶粒组织中出现孪晶，引起应力集中；而轧制温度过高时，可
能会发生二次再结晶，导致晶粒容易长大，增大了板材的热脆倾向，并且促使裂纹的
萌生和扩展。 Hosokawa等[13]
通过对轧制AZ31镁合金的研究得知，当轧制温度在225～
400℃范围内，轧制压下量可达85．7％以上而不出现裂纹；当轧制温度在200℃以下
时，板料的成形性能较差，易出现裂纹。因此，大多数镁合金轧制会选择在225~400℃
温度范围内进行。此外，在轧制应变速率较低的情况下，镁合金的轧制温度会有所变
化。经研究表明，当应变速率为0．01s-1
时，镁合金板料应选择在180～260℃温度范围内进行轧制 [14]。
轧制工艺参数中，变形量也是关键的因素。一般，随着变形量的增加，板料的晶
粒可以得到细化。但变形量过大，容易出现表面裂纹和裂边。因此，镁合金轧制通常
采用多道次压下量的方法。AZ31镁合金通过冷轧，可获得最大变形量为15％，但一
般都采用的工艺为：多道次压下量，且压下量均小于5％，而在中间退火的总变形量
小于25％[15]
。此外，通过提高轧制温度，可以增加压下量。陈彬等[16]
的研究表明：
挤压态AZ31镁合金提高轧制温度至300℃或400℃，再进行大压下量的轧制，道次的
压下量可超过46％，并且最高可达71％。
1.3.2 挤压成形
镁合金塑性差，易脆断，且伸长率小，仅有4%~5%，因此，挤压成形是镁合金
理想的加工方法。目前，挤压成形可以生产镁合金板、棒、管、型材。在镁合金挤压
成形的工艺参数有：挤压速度、挤压温度和挤压比。在挤压成形工艺中，掌握并控制
这些工艺参数就可以获得理想产品。经研究表明，在挤压温度为200℃以上时，镁合
金的塑性可以得到很好地改善。在温度为225℃以上时，塑性增长更加明显[17]
，因此
挤压工艺中，挤压温度会选择在200℃以上进行。但另一方面，在400℃以上时，镁合
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