降温变面轧制AZ31镁合金组织性能演化(2)
3.1.1引言 10
3.1.2 微观组织 10
3.1.3 静态拉伸力学性能 13
3.1.4微观组织对力学性能的影响 16
5 结论 19
致 谢 20
参考文献 21
1 绪论
1.1 课题研究背景
1.1.1 镁合金介绍
镁合金是生产生活中最轻的金属结构材料[1]¬¬¬，密度小，熔点为922K，沸点为1363K，硬度较高。且镁元素在地壳中的含量丰富，是一种储量丰富的资源。且与常用金属相比，镁因其密度小，质量低等特点而具有明显的结构性能优势[2]。
镁合金拥有良好的抗腐蚀性、良好的铸造性能、减震性强、切削加工性优异、可回收性、零件尺寸稳定性高即耐磨性号等优点[3]。因此，镁合金的优越综合性能，决定了其作为具有开发价值的结构材料在航空、国防工业、电子设备产业以及汽车制造产业领域良好的发展应用前景[4、5]。
1.1.2 镁合金的分类及应用
镁合金可以根据合金元素、成形过程等多种情况进行多种划分。依据所含合金元素的种类主要可分为含铝镁合金和不含铝镁合金两大类；根据加工的经过不同，主要能够分为锻造镁合金和变形镁合金两大类。变形镁合金因其比铸造镁合金更加优异的组织结构性能，使其在镁合金未来的应用开发中具有很好的前景[6]。
镁合金由于比强度及比刚度较高且制作出的零件质量较轻、能耗少、污染少，因而被广泛用于航天航空、国防、汽车等机械制造领域。镁合金的良好的塑性和切削性能同样起着重要作用。此外，镁合金还有着较好的抗腐蚀性，使用寿命较长，加工成本低等特点。
1.1.3 镁合金的轧制工艺及其研究现状
当前能够产业化的镁合金变形工艺主要为挤压、轧制、铸造、拉拔、深冲，这其中轧制是最传统的金属板材加工工艺[7]。
轧制工艺主要有常规轧制、大应变轧制、异步轧制、累积轧制、高速轧制、等通道角轧制等方式[8]。近些年来，等通道角轧制工艺的研究取得了很大的进展。等通道角轧制工艺通过不断的剪切变形使得晶体取向发生偏转，同时通过大的应变细化晶粒，其工艺示意图如1.1(a)所示[8]。AZ31和AM60都已经成功通过等通道角轧制技术轧制出具有细小晶粒且有好的力学性能的板材[9]。
交叉轧制是指在通过变换轧板加工方向的多道次轧制方式。如图1.1（b）所示，交叉轧制每次都需要改变轧板的进入方向，使其与上一道次垂直，并需要保持轧板的垂直方向不变。
Mg-3Al-1Zn合金棒材在不同的加工工艺下的强度不同。利用传统挤压工艺加工时，拉伸强度约为180MPa。而采用两步等径角挤压工艺时，强度提高到231Mpa[10]。当采用异步轧制工艺时，强度最高可以提高到317MPa，三者平均可以大约提高到275Mpa[11]。新型加工工艺不仅仅是强度方面有所加强，在镁合金的其他机械性能上也有很大提升。然而，这些新的加工方法在成形能力上仍然存在着许多问题。并且几乎所有的镁合金变形过程，都是从控制轧制时温度、轧板进给速度和厚度变化来使轧制后镁合金组织分布均匀和优异的力学性能[12]。大部分轧制变形都没有将成形能力等作为重点考虑，影响了合金制品的产业化。并且我国的镁合金还处于研究和开发的初级阶段，镁合金产品还未在民用产品中大量应用。因此，探索和改进塑性变形方法来得到特性优越的变形镁合金材料有着深刻意义。