異步軋制制備高性能AZ31鎂合金板材研究

1、項目類別申報學科代碼項目編號一般項目E010102E041008湖南省自然科學基金申 請 書( 表 二 )項目名稱：異步軋制制備高性能AZ31鎂合金板材研究 湖南省自然科學基金委員會二 O O 六年制注意：湖南省自然科學基金申請書（表二）所填寫全部內容不得出現申請者及項目組成員的姓名和工作單位，否則，將視為形式審查不合格。項 目 研 究 內 容 和 意 義 簡 介（限400字）選用Mg-Al-Zn系變形鎂合金AZ31板材，進行試驗研究。研究變形鎂合金AZ31的異步軋制塑性變形機制、組織和織構變化規(guī)律，探索改善其塑性變形能力和組織的工藝條件，制備高性能變形鎂合金AZ31板材。主要研究內容為：(1

2、)分別通過常規(guī)軋制、異步軋制實驗，測定AZ31鎂合金的應力應變曲線，觀察軋制變形過程中的組織變化和織構變化，探索AZ31的常規(guī)軋制、異步軋制變形規(guī)律和組織變化規(guī)律。(2)研究異步軋制工藝參數如壓下量、軋制溫度、軋制速率以及軋制方式等對AZ31鎂合金組織和性能的影響。高性能變形鎂合金的成形和制備技術是當今鎂合金領域的研究重點之一。我國變形鎂合金材料的研制與開發(fā)還處于起步階段，國防軍工航天航空用高性能鎂合金材料仍依靠進口，民用產品尚未進行大力開發(fā)。針對鎂合金塑性變形能力較差的特點，開展塑性變形新技術、新工藝的研究，為進一步開發(fā)適合變形加工特性的鎂合金及低成本鎂合金變形加工技術作基礎研究，這對促進變

3、形鎂合金的發(fā)展具有重要意義。一、立論依據 （包括項目的研究意義、國內外研究現狀分析，并附主要參考文獻及出處，可加附頁）對基礎研究，著重結合學科發(fā)展趨勢，論述項目的科學意義；對應用基礎研究，著重結合學科前沿、圍繞國民經濟和社會發(fā)展中的重要科技問題，論述其應用前景。(可加附頁)國內外研究現狀分析鎂合金是目前實際應用中最輕的金屬結構材料，具有密度小，強度高，阻尼性、切削加工性和鑄造性能好，優(yōu)良的減振性、電磁屏蔽性以及易回收利用等一系列優(yōu)點，被稱為“21世紀的綠色材料”。因此，越來越多的鎂合金產品已被用于汽車、通訊和航天、電子工業(yè)中。但是，作為一種新興材料，鎂的現有使用狀況遠遠沒有充分發(fā)揮它的潛在優(yōu)勢

4、，鎂合金在實際工業(yè)應用方面的發(fā)展遠不及鋁合金和鋼鐵工業(yè)，其規(guī)模只有鋁業(yè)的150，鋼鐵工業(yè)的11601。純鎂強度較低，難以作為結構材料直接使用。在鎂合金中添加微量合金元素，即合金化可改善其綜合力學性能。工業(yè)鎂合金中常用的合金元素有A1、Zn、Mn、Zr、Si、RE、Ag、Cu等。根據合金中的主要組元，目前常用的鎂合金有5個系列，即AZ(Mg-A1-Zn-Mn)系列、AM(Mg-A1-Mn)系列、ZK(Mg-Zn-Zr)系列、AS(Mg-A1-Si)系列和AE(Mg-A1-RE)系列。鋁和稀土元素的作用是改善鎂合金機械性能和鑄造性能，此外添加稀土元素還能細化晶粒，并提高鎂合金高溫抗蠕變性能；錳能形

5、成A1FeMn化合物，減少鐵的質量分數，提高鎂合金的耐蝕性；鋅改進鎂合金耐蝕性和強度；Zr可細化晶粒；硅在合金組織中形成硬的硅質點，提高鎂合金蠕變強度；銀可以提高鎂合金耐熱性1-3。圖1 變形鎂合金與砂鑄、壓鑄鎂合金性能鎂合金按成形工藝可劃分為兩大類，即鑄造鎂合金（ZM）和變形鎂合金（MB）4,5。由于鎂晶體為密排六方結構，基體的獨立滑移系少，室溫塑性低，塑性成型能力較差，因而鎂合金在鑄造成形領域優(yōu)先得到重視和發(fā)展。鑄造(即液態(tài)成形)是鎂合金的主要成形方法，包括砂型鑄造、金屬型鑄造、重力鑄造、熔模鑄造、消失模鑄造、永久模鑄造和壓鑄等在內的多數鑄造方法均可用于鎂合金成形。傳統(tǒng)的鎂合金鑄造工藝比較

6、成熟，目前，用于汽車零部件的鎂合金大都以普通壓鑄法生產1。近年來，鑄造領域中一些新的生產工藝和技術，如壓力鑄造(Die-casting)技術，半固態(tài)成型(Semisolid forming)技術以及 Thixomolding TM專利技術6，都被用來開發(fā)新型鎂合金材料，并取得了很大的進展。與這些工藝生產的鑄態(tài)材料相比，變形鎂合金材料更具發(fā)展前途與潛力，通過變形可以生產尺寸多樣的板、棒、管、型材及鍛件產品，并且可以通過材料組織的控制和熱處理工藝的應用，獲得比鑄造鎂合金材料更高的強度、更好的延展性、更多樣化的力學性能，從而滿足更多結構件的需要。因此，研究與開發(fā)新型變形鎂合金，開發(fā)變形鎂合金生產新工

7、藝，生產高質量的變形鎂合金產品，是國際鎂協(xié)會(IMA)在2000年提出的發(fā)展鎂合金材料的最重要、最具挑戰(zhàn)性且最長遠的目標和計劃。圖 1對比了變形鎂合金與普通鑄造、壓鑄鎂合金的典型力學性能?？梢娮冃捂V合金具有更大的優(yōu)勢7。 由于鎂合金具有諸多優(yōu)點和廣闊的應用前景，從而引起了廣泛的關注。德國制定了一個三年的鎂研究開發(fā)計劃名為“MADICA”(Magnesium Die Casting的首兩字母縮寫)，投資1700萬美元，聯合企業(yè)、大學和科研機構進行鎂合金的研究開發(fā)。目前奔馳、大眾、福特等汽車公司為了保證鎂合金原材料的長期穩(wěn)定供應，都在尋求合作伙伴，如美國通用汽車公司與挪威海德魯（Norsk Hyd

8、ro8。在鎂合金獲得廣泛應用的同時，對其性能提出了更高的要求。由于鎂及鎂合金在室溫時的塑性較差，因此與鋁和銅等傳統(tǒng)的有色金屬相比，鎂及鎂合金的塑性加工一般都采用熱加工。目前已經開發(fā)的鎂合金塑性加工技術包括鍛造、擠壓、軋制和拉拔等9。鎂合金鍛造的難度較大，研究很少，精鍛工藝更少。目前鎂合金的鍛造技術主要用于航空航天零件的等溫鍛造。由于鎂合金的導熱系數很大（鈦、鐵、鎂、鋁分別為16.76W/(m)、83.4 W/(m)、167.25 W/(m)、209.5 W/(m)），為鋼的2倍，并且鍛造溫度范圍較窄（150），因此適合于采用等溫鍛造工藝成形。呂炎教授等10采用等溫鍛造工藝成功地成形了復雜的鎂合

9、金飛機上機匣，是目前我國最大的鎂合金模鍛件。鎂合金管材、棒材、型材等產品主要采用擠壓成形。鎂合金在常溫下塑性很差，容易脆裂，伸長率只有4%-5%，難以進行塑性加工。200以上時的塑性明顯提高，225以上時塑性增長更快11，所以鎂合金的擠壓適宜在200以上進行成形。鎂合金的變形溫度范圍比較狹窄，為了防止與模具之間的溫差而產生裂紋，所以必須對模具預熱。但由于鎂合金擠壓變形速度不宜過快，變形時間相對比較長，故而模具加熱溫度要稍低于坯料溫度，一般在200300之間。同時，在擠壓過程中必須采用潤滑劑以可以提高模具壽命。鎂合金MB2在壓力機上變形時，變形溫度在(350-450)的范圍內塑性最好，而在錘上變

10、形時，變形溫度縮減為(350-425)，由于MB2對變形速度極為敏感，所以變形速度不宜過快12。鎂合金在室溫下塑性很低，軋制加工比較困難，因此最好用熱軋與溫軋。適于軋制的鎂合金牌號有鎂-錳系的MB1、MB8，鎂-鋁-鋅系的AZ31B以及鎂-鋰系的LA141，可以生產厚板、中板和薄板。鎂合金薄板用于制造汽車車體組件之外板(如車門、罩蓋、護板、頂板等)，可大大減輕質量。Hosokawa等13研究了軋制溫度對AZ31鎂合金成形性能的影響。結果表明，當軋制溫度超過498K(498673K)時，軋制壓下量可達85.7%以上而不出現裂紋；而在473K以下的溫度軋制時，成形性能變差，易出現裂紋。張青來等14

11、研究了軋制方式對AZ31鎂合金薄板組織和性能的影響，交叉軋制可使材料的伸長率顯著提高，0 . 2 和b明顯下降，加強了組織的均勻性和晶粒的等軸性。交叉軋制的AZ31鎂合金薄板具有良好的深沖性能。國外已在變形鎂合金新合金、新工藝等方面開展了大量的研究工作。例如，美國成功研制了各種系列的變形鎂合金產品，如通過擠壓+熱處理后的ZK60高強變形鎂合金，其強度及斷裂韌性可相當于時效狀態(tài)的Al7075或Al7475合金。日本組織實施了“Plat form Science and Technology for Advanced Magnesium Alloy”計劃15，著重研究鎂的新合金、新工藝，開發(fā)超高強

12、變形鎂合金材料和可冷壓加工的鎂合金板材。英國開發(fā)出Mg-Al-B擠壓鑄造鎂合金用于Magnox核反應堆燃料罐16。以色列最近也研制出用在航天飛行器上、兼具優(yōu)良力學性能和耐蝕性能的變形鎂合金17。為了推動鎂合金在航空、航天、汽車、摩托車以及3C(Computer，Communication，Consumer Electronics Products)產品中的大量應用，進一步發(fā)展鎂工業(yè)，必須加大鎂合金的成形工藝技術方面的研究。在國際鎂協(xié)會分析開發(fā)與應用鎂合金的三個階段中，長期的目標是開發(fā)變形鎂合金的新合金品種、新工藝方法，以適應生產高質量的薄板、棒、管等產品的發(fā)展趨勢。異步軋制(asymmetri

13、cal rolling)是指兩工作輥圓周線速度不同而進行軋制的工藝過程。異步軋制輥速的不同是通過上下軋輥半徑不同或是二者轉動角速度不一樣來實現的。與常規(guī)軋制相比，異步軋制具有顯著降低軋制壓力與軋制扭矩，降低能耗，減少軋制道次，增強軋薄能力，改善產品厚度精度和板形，提高軋制效率的優(yōu)點。特別對于軋制變形抗力高、加工硬化嚴重的極薄帶材，其節(jié)能效果更加顯著18。目前，異步軋制已普遍應用于薄帶平整、精密帶材軋制等均整矯直工藝。我國對異步軋制技術的研究，起步于上世紀六十年代末、七十年代初，東北大學異步軋制研究組在朱泉教授的帶領下，針對拉直式異步軋制過程進行了深入系統(tǒng)的實驗研究和理論分析，解決了異步軋制中的

14、振動和板形等問題，為異步軋制技術的推廣奠定了基礎。該課題組在四輥異步軋機上成功地獲得了厚度為千分之幾毫米的產品，并提出了“彈性塞”理論，完成了異步恒延伸軋制新技術和極薄帶材軋制新技術等科研成果19。八十年代末，東北大學劉燕聲、趙鑲等采用ODF研究了異步軋制對銅、黃銅和08A1深沖板冷軋和再結晶織構的影響。研究表明異步軋制條件下的冷軋織構組份和常規(guī)軋制基本相同；沿板厚方向上織構呈現了不對稱分布；織構的散漫程度和強點的位置與常規(guī)軋制也有一定差異，為異步軋制的研究提供了有價值的數據。東北大學把異步軋制成功的應用于結構材料軋制之后，又開展了象取向硅鋼這種功能材料異步軋制的研究，并取得了一定進展。李堯2

15、0研究了異步軋制對3004鋁合金的變形織構以及相應的制耳率的影響。實驗表明：異步軋制和常規(guī)軋制板的主要變形織構是相同的，均為純銅型織構112<111>+213<364>+110<112>，但異步軋制產生的變形織構較常規(guī)軋制的強度高，且隨異步軋制速比的提高而增強。同時，異步軋制的板材中還出現001<110>織構。另外，在相同壓下率的情況下，異步軋制板材的深沖制耳率均大于常規(guī)軋制的制耳率。呂愛強等21通過異步軋制對高純鋁箔微取向流變行為進行了研究，結果表明：異步軋制與常規(guī)軋制的冷軋織構有較大差異高純鋁箔在異步軋制下慢輥和快輥兩側的織構類型明顯不同，尤

16、其是旋轉立方織構001<110>在含量上的差異更大，快輥側隨形變量的增加冷軋織構主要為：S織構和102uvw織構；而慢輥側則主要為：旋轉立方織構001<110>。慢輥側的旋轉立方織構在相同的速比、相同的形變量下一般要大于快輥側的旋轉立方織構。劉剛22等人提出在異步軋制下，作用于搓軋區(qū)上的剪切應力能有效地改善板材心部的織構組態(tài)，并在板材亞表層附近相對較大的區(qū)域內形成理想的冷軋織構。異步軋制板材退火后，重新形成了取向集中的Goss織構，其磁性均不低于常規(guī)軋制。異速比和張力對織構的影響不大，可在一定的范圍內選擇。而劉剛23等人提出雙向軋制能有效地避免剪切應力導致織構組分偏離，

17、并獲得比常規(guī)軋制板材更為理想的冷軋織構組態(tài)。H. Watanabe24等人對AZ31鎂合金異步軋制研究表明，與普通軋制相比，采用這種方法軋制的板材基面織構也有所減弱，c軸向軋制方向偏轉了大約5°，板材的塑性得到顯著提高，而強度只是略有降低。而在異步軋制的同時采用不同的軋制路徑的時候，也會使板材的性能發(fā)生改變。由此可見，異步軋制技術的發(fā)展?jié)摿κ欠浅＞薮蟮摹︽V合金板材來講，最重要的是如何控制其織構的產生。Mukai等人采用等徑角擠壓的方法，成功地使鎂合金的室溫延展性得到了能很大的提高。另外，采用包括單輥軋制與異步軋制在內的非對稱軋制技術也能通過改變軋制變形區(qū)剪切應變的方向來改變鎂合金織

18、構。單輥軋制技術能有效地減弱軋制過程中鎂合金板材的0001基面取向，提高其壓力成形性能，已被用在AZ31鎂合金的生產中。而異步軋制不僅能夠改善鎂合金軋制織構取向，提高其塑性，并且比單輥軋制具有更好的可控性與重復性，故對鎂合金的異步軋制也必然要被提上日程。Watanabe等人研究了異步軋制對AZ31鎂合金織構的影響。在擠壓板材中，存在著典型的擠壓鎂合金織構，即大部分基面平行于擠壓方向。經過異步軋制后，盡管其織構與常規(guī)軋制板材織構沒有本質上的區(qū)別，但它使0002極密度方向偏離軋制板材表面法線方向510°，從而減弱軋制板材中的基面織構取向?？梢灶A見，作為一種具有自己獨特的優(yōu)點的壓力加工技術

19、，隨著科學技術的發(fā)展，異步軋制將會得到越來越廣泛的應用。項目的研究意義如前所述，鎂合金的室溫塑性較低又限制了鎂合金的大規(guī)模使用，因此，高性能變形鎂合金的成形和制備技術是當今鎂合金領域的研究重點之一，而薄板軋制和沖壓成形更是其中的難點。我國變形鎂合金材料的研制與開發(fā)仍處于起步階段，缺少高性能鎂合金板、棒和型材，國防軍工航天航空用高性能鎂合金材料仍依靠進口，民用產品尚未進行大力開發(fā)。因此，針對鎂合金塑性變形能力較差的特點，選用國外最常用Mg-Al-Zn系商業(yè)用最主要的變形鎂合金AZ31板材采用異步軋制工藝進行試驗研究。研究變形鎂合金AZ31的異步軋制塑性變形機制、組織和織構變化規(guī)律，探索改善其塑性

20、變形能力的組織和工藝條件，為改善AZ31的變形能力和組織提供理論依據。開展塑性變形新技術、新工藝的研究，進一步開發(fā)適合變形加工特性的鎂合金及低成本鎂合金變形加工技術做基礎研究，這對促進變形鎂合金的發(fā)展具有重要意義。參考文獻1 劉奎立,杜遠東.關于鎂合金及其成形技術研究J.周口師范學院學報,2003,20(5):88-91.2 劉金海,李國祿,劉根生.鎂合金成形工藝及應用研究進展J.輕合金加工技術,2001,29(8):1-5.3 N 0gawa,M Shiomi,K 0sakadaJ.國外金屬加工,2003,24(3):14-20.4 M T Pérez-Prado, O A Rua

21、no.Texture Evolution During Annealing of Magnesium AZ31 AlloyJ . Scripta Materialia,2002,46:149-155.5 陳振華,嚴紅革,陳吉華,等.鎂合金M.北京:化學工業(yè)出版社,2004:19-20.6 R F Decker, R D Carnahan.Magnesium Semisolid metal formingJ. Advanced MaterProc,1996,(2):41-44.7 E Aghion, B Bronfin.Magnesium alloys development towards t

22、he 21 centuryJ. Materials Science Forum,2000,350-351:19-29.汽車工業(yè)通向新世紀的輕量化之路J.鑄造, 2004, 53(1):5-11.9 陳振華,夏偉軍,嚴紅革,等.變形鎂合金M.北京:化學工業(yè)出版社,2005:1-5,44,352-354,366. 10 呂炎,徐福昌.鎂合金上機閘等溫精鍛工藝的研究J.哈爾濱工業(yè)大學學報,2000,(8).11 張士宏,許沂,王忠堂,等.鎂合金成形加工技術J.世界科技研究與發(fā)展,2001,23 (6):18-21.12 張士宏.鎂合金的塑性加工技術J.金屬成形工藝,2002,(5):1-4.13 H

23、iroyaki Hosokawa,Yasumasa Chino,Koyi Shimojima, etal. Mechanical Properties and Blow Forming of Rolled AZ31 Magnesium Alloy SheetJ. Materials Transactions, 2003, 44 (4): 489.14 張青來,盧 晨,朱燕萍,等.軋制方式對AZ31鎂合金薄板組織和性能的影響J.中國有色金屬學報,2004,14(3):391-397.15 Mordike B techniqueJ.Magnesium,1998,27(2):14.16 Lu L,F

24、royen alloyed high strength alloyJ.Script Mater, 1999, 40(10): 1117-1122.17 Eliezer D,Aghion E,Froes F science and technique of magnesium alloyJ. Advan Perfor Mater,1998,(5):201-203.18 高寅元.異步軋制技術的發(fā)展J.江西冶金,1990,10(2):45-50.19 Pan Dawei . Deformation Mechanics of Cross Shear Rolling.1989.20 李堯.異步軋制對30

25、04鋁合金變形織構及制耳率的影響J.中國有色金屬學報,1997,7(2):113-117.21 呂愛強,蔣奇武,王福,等.異步軋制對高純鋁箔冷軋織構的影響J.金屬學報, 2002,38(9):974-978.22 劉剛,齊克敏,王福,等.異步軋制速比對3%硅鋼織構轉變的影響J.金屬學報, 1998,34(4): 400-405.23 劉剛,齊克敏,賀會軍,等.異步軋制取向硅鋼的織構形成與轉變機理J.鋼鐵研究學報, 1999,11(10):30-33.24 H Watanabe,T Mukai,K Ishikawa.Differential Speed Rolling of an AZ31 Ma

26、gnesium Alloy and the Resulting Mechanical PropertiesJ. Journal of Materials Science,2004,39:1477-1480.二、研究方案1 研究目標、研究內容和擬解決的關鍵問題(可加附頁)研究目標選用Mg-Al-Zn系變形鎂合金AZ31板材，進行試驗研究。研究變形鎂合金AZ31的異步軋制塑性變形機制、組織和織構變化規(guī)律，探索改善其塑性變形能力和組織的工藝條件，為改善AZ31鎂合金的變形能力和組織提供理論依據，制備高性能變形鎂合金AZ31板材。主要研究內容(1) 以Mg-Al-Zn系變形鎂合金AZ31板材為試驗材料

27、，分別通過常規(guī)軋制、異步軋制實驗，測定AZ31鎂合金的應力應變曲線，觀察軋制變形過程中的組織變化和織構變化，探索AZ31鎂合金的常規(guī)軋制、異步軋制變形規(guī)律和組織變化規(guī)律。(2) 研究異步軋制工藝參數如壓下量、軋制溫度、軋制速率以及軋制方式等對AZ31鎂合金組織和性能的影響。擬解決的關鍵問題(1) 探索AZ31鎂合金的常規(guī)軋制、異步軋制塑性變形機制和組織變化規(guī)律，確定其影響因素。(2) 開發(fā)適合AZ31鎂合金板料成型的異步軋制新工藝，主要是確定異步軋制工藝參數如壓下量、軋制溫度、軋制速率以及軋制方式等，指導實際生產。2本項目的特色與創(chuàng)新之處本項目的特色研究與開發(fā)新型變形鎂合金，開發(fā)變形鎂合金生產

28、新工藝，生產高質量的變形鎂合金產品，是國際鎂協(xié)會(IMA)在2000年提出的發(fā)展鎂合金材料的最重要、最具挑戰(zhàn)性且最長遠的目標和計劃。鎂合金的室溫塑性較低又限制了鎂合金的大規(guī)模使用，因此，高性能變形鎂合金的成形和制備技術是當今鎂合金領域的研究重點之一，而薄板軋制和沖壓成形更是其中的難點。異步軋制理論和工藝已基本成熟，并已成功的應用于結構材料的生產之中。與常規(guī)軋制相比，異步軋制具有顯著降低軋制壓力與軋制扭矩，降低能耗，減少軋制道次，增強軋薄能力，改善產品厚度精度和板形，提高軋制效率的優(yōu)點。特別對于軋制變形抗力高、加工硬化嚴重的極薄帶材，其節(jié)能效果更加顯著。因此，本課題針對鎂合金塑性變形能力較差的特

29、點，采用在結構材料生產中比較成熟的異步軋制理論和工藝，對AZ31鎂合金板材進行試驗研究。探索AZ31鎂合金異步軋制的塑性變形機制和組織變化規(guī)律，確定其影響因素。開展變形鎂合金AZ31塑性變形新技術、新工藝的研究，生產高性能、高質量變形鎂合金AZ31板材。本項目的創(chuàng)新之處該項目的技術創(chuàng)新點是通過AZ31鎂合金的異步軋制試驗研究，探索AZ31鎂合金的異步軋制變形規(guī)律和組織變化規(guī)律；針對鎂合金在擠壓和常規(guī)軋制等塑性變形過程中易形成基面織構的特點，開展提高鎂合金塑性加工能力的成形新工藝研究以達到控制或削弱基面織構，開發(fā)適合AZ31鎂合金板材成型的異步軋制新工藝，指導實際生產。3擬采取的研究方法、技術路

30、線、實驗方案及可行性分析（可加附頁）研究方法主要采用理論分析、試驗、檢測等手段來研究異步軋制技術應用于AZ31鎂合金塑性加工制備高性能板材問題，并做出可行的解決方案，開發(fā)出適合AZ31鎂合金板材成型的異步軋制新工藝，從而制備性能優(yōu)良、低成本的鎂合金板材。主要通過對AZ31鎂合金擠壓板材分別進行常規(guī)軋制、異步軋制，對比分析其組織變化和織構變化、力學性能等情況，探索AZ31鎂合金異步軋制的變形規(guī)律；擬訂不同的異步軋制工藝參數，進行試驗，研究工藝參數對AZ31鎂合金組織和性能的影響，確定出比較合適的異步軋制工藝參數。技術路線制備高性能AZ31鎂合金板材的技術路線如圖2所示：配 料機加工熔 煉鑄 造熱

31、擠壓軋 制異步軋制常規(guī)軋制檢 測取 樣取 樣檢 測圖2 技術路線圖以純鎂、鋁、鋅和錳錠為原材料，配制合金成分為3.0%Al，0.8%Zn，0.35%Mn，余量為Mg。在SG2512坩鍋電阻爐中進行熔煉，熔煉溫度為700750，采用RJ系列熔劑作為熔體保護劑，以防止熔體的氧化和燃燒。澆鑄前將模具（模具內腔尺寸為180mm×250mm）預熱到300350，澆鑄溫度為735左右。將合金鑄錠進行車削加工后，在1250T臥式擠壓機（擠壓筒直徑為165mm，擠壓比為17.8）上擠壓成橫截面尺寸為120mm×10mm的板坯。擠壓前，擠壓筒、擠壓模具和AZ31鎂合金鑄錠分別預熱至30035

32、0、360380和380420，鑄錠保溫時間約為4h。擠壓過程中采用石墨機油作為潤滑劑，擠壓速度恒定為10mm/s左右。從擠壓板上取樣，進行金相組織、晶粒取向和室溫力學性能檢測與分析。將擠壓板在擬定的軋制工藝參數條件下進行常規(guī)軋制和異步軋制試驗，并取樣，打磨、拋光、腐蝕，通過MM-6臥式金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡，進行觀察及顯微組織的攝影；在WDW100電子拉伸試驗機上進行室溫拉伸試驗，分別測試不同軋制工藝參數條件下的常規(guī)軋制鎂合金板材與異步軋制鎂合金板材的抗拉強度以及伸長率；采用X射線衍射儀測定鎂合金軋制后晶粒的重新排列以及晶粒取向的演變情況，以觀察其織構，研究其對材料力學性能的影響。實驗方

33、案為了研究AZ31鎂合金板材異步軋制的變形規(guī)律和組織變化規(guī)律，研究工藝參數對AZ31鎂合金組織和性能的影響，分別進行常規(guī)軋制、異步軋制試驗。1) 常規(guī)軋制擬采取的實驗方案如下：(1) 取寬度為120mm、厚度為58mm的楔形AZ31鎂合金擠壓態(tài)板材，在350下一次軋制到左右厚度，分別在軋制板材的不同部位取樣進行金相顯微組織和晶粒取向分析。(2) 取用AZ31擠壓板材，在350下交叉軋制成1mm厚的板材，道次變形量控制在20%左右。(3) 取用AZ31擠壓板材，道次壓下量為5，在軋制溫度350、400、450下，分別軋制到2mm。(4) 取用AZ31擠壓板材，軋制溫度為400，在道次壓下量5、1

34、0、20下，分別軋制到2mm。2) 異步軋制擬采取的實驗方案如下：(1) 取用AZ31擠壓板材，異步軋機的速比為11.05，道次壓下量5，在軋制溫度350、400、450下，分別軋制到2mm。 (2) 取用AZ31擠壓板材，異步軋機的速比為11.05，軋制溫度400，在道次壓下量5、10、20下，分別軋制到2mm。(3) 取用AZ31擠壓板材，異步軋機的速比為11.05，道次壓下量5，軋制溫度400，按照如下A、B、C、D四種路徑分別軋制到2mm；A、按同一方向進行軋制；B、每一次軋制方向調頭；C、按同一方向進行軋制，每一次軋制時翻面；D、每一次軋制時調頭、翻面。(4) 取用AZ31擠壓板材，道次壓下量10，軋制溫度400，異步軋機的速比為11，按照如下A、B、C、D四種路徑分別軋制到2mm；A、按同一方向進行軋制；B、每一次軋制方向調頭；C、按同一方向進行軋制，每一次軋制時翻面；D、每一次軋制時調頭、翻面。可行性分析(1) 目前，大量鎂合金產品主要通過鑄造