非對稱+交叉熱軋對AZ31鎂合金組織的影響

劉楊 郭宇航 趙美

摘 要：變形鎂合金作為一種新型輕質金屬結構材料，具有儲量大、比強度和比剛度高、導熱性好以及電磁屏蔽能力強等一系列優點，在很多領域中廣泛應用。非對稱+交叉軋制是一種對稱軋制與交叉軋制的復合軋制工藝，第1-第3道次軋制后微觀組織以大量孿晶為主要特征，第4道次軋制后孿晶消失，每道次軋制后，由于發生靜態再結晶，孿晶被細小的再結晶晶粒替代。

關鍵詞：AZ31鎂合金;非對稱+交叉熱軋;顯微組織

1 概述

鎂合金的晶體結構為密排六方而且室溫下能夠進行的獨立滑移系少，導致其塑性很差，而變形鎂合金相比于鑄造鎂合金具有更大的發展潛力，通過材料結構的控制、熱處理工藝的應用，變形鎂合金可獲得更高的強度、更好的延展性和更多樣化的力學性能[1-5]。

雖然異步軋制和等徑轉角軋制、非對稱熱擠壓等非對稱熱變形方法在鎂合金組織調控上得到了廣泛關注，并取得了理想的效果。但由于上述方法成本高、生產效率低以及生產產品尺寸較小等問題，同時加工效率不明顯，不能夠大規模生產。本文研究了低成本、高效率的非對稱+軋制交叉熱軋制備AZ31鎂合金板材微觀組織特征，為獲得良好的力學性能提供理論支撐。

2 試驗過程

實驗選用鑄態AZ31鎂合金板材。鑄態AZ31鎂合金在380℃固溶9小時，然后在400℃條件下軋制，單道次壓下量15%，共4道次，總壓下量50%。每軋制一道次后順時針旋轉90度，在400℃退火5分鐘，對每道次軋制板材進行金相組織觀察。非對稱+交叉軋制工藝如圖1所示。

3 實驗結果

圖2（a）為非對稱+交叉熱軋第1道次軋制后微觀組織，由大量孿晶和動態再結晶晶粒組成，退火后孿生明顯減少，被靜態再結晶晶粒取代。圖2（c）為非對稱+交叉熱軋第2道次軋制后的微觀組織，與第1道次軋制后相比，孿晶數量明顯減少，退火后孿晶消失，出現大量細小再結晶晶粒。圖2（e）為非對稱+交叉熱軋第3道次軋制后的微觀組織，仍有大量的孿晶存在，第4道次軋制后并未出現前三道次出現的孿晶，平均晶粒尺寸約為10-20?m，退火后晶粒大小更加均勻。

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

4 結論

第1至第3道次非對稱+交叉軋制AZ31鎂合金變形組織以孿晶為主，退火后孿晶被細小的再結晶組織取代，由于第3道次退火后晶粒細小，第4道次軋制后并未出現孿晶，退火后組織為細小均勻的再結晶組織。

參考文獻：

[1]穆生濱，鎂合金同步軋制與異步軋制的數據研究[J].世界有色金屬，2016（12）：42.

[2]高翔宇，黃慶學，朱琳，等.異步軋制AZ31鎂合金板帶的研究[J].熱加工工藝，2017（23）：93.

[3]朱素琴，嚴紅革，夏偉軍，等.異步軋制AZ31鎂合金板材的組織性能研究[J].湖南大學學報（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]蔣俊鋒.AZ31鎂合金異步軋制與等徑角軋制的研究[D].湖南大學，2010.