本发明专利技术公开了一种改善镁合金板带材组织织构和力学性能的轧制加工方法，对镁合金开坯板进行降温连续轧制，其中开轧温度为250-500℃，连续轧制次数为2-8道次，单道次压下量为2-20％；连续轧制后进行200-450℃中间退火，退火时间为1-60min，然后重复前述的降温连续轧制，直至镁合金板材的厚度达到所需的尺寸。本发明专利技术通过降温连续轧制技术，使镁合金板带在轧制过程中能够同时开启基面滑移、锥面滑移、孪生以及晶界滑移，同时，连续轧制过程有利于晶粒累积协调偏转，基面织构发生倾转，减弱了基面织构，结合退火工艺实现了镁合金板带材晶粒尺寸可控，显著提高了镁合金的力学性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种改善镁合金板带材组织织构和力学性能的加工方法，特别是一种 改善镁合金板带材组织织构和力学性能的乳制加工方法。
技术介绍
镁合金作为最轻的金属结构材料，具有高的比强度、比刚度、良好的导热、导电性， 以及阻尼减震、电磁屏蔽、容易回收等优点，在汽车、电子通信、节能减排、减重等领域具有 广泛的工业应用前景。乳制是生产金属材料板带材的一种高效、低成本的塑性加工方式。金 属合金板带材不仅是塑性加工制品，同时还可作为二次加工的原材料。因此，开发低成本、 高品质的镁合金板带材，对镁合金的工业应用具有重要的意义。 然而，由于纯镁及其合金为密排六方晶体结构，且c/a轴比接近1. 63,导致其在较 低的温度（温度低于498K)时，主要是<a>滑移启动，独立的滑移系少，室温附近的塑性变 形主要靠孪生来协调，塑性变形能力差。传统乳制的镁合金板材在乳制过程中道次压下量 小，易边裂，成品率低，道次间需要频繁进行中间退火，板材制备成本较高。同时，热乳开坯 板通常形成很强的基面织构，即晶粒基面与板材乳面相平行，从而导致成品板材具有较强 的各向异性，后续加工变形以及应用就会受到很大的限制。因此，弱化镁合金板带材基面织 构，降低其力学各向异性、改善其塑性成形能力的加工方法是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种改善镁合金板带材组织织构和力学性能的乳制加工 方法。本专利技术通过采用降温连续乳制技术来控制镁合金板带材终乳板的基面织构，达到弱 化基面织构，结合退火工艺实现镁合金板带材晶粒细化和力学性能提高的目的。 本专利技术的技术方案：一种改善镁合金板带材组织织构和力学性能的乳制加工方 法，对镁合金开坯板进行降温连续乳制，其中开乳温度为250-500°C，连续乳制次数为2-8 道次，单道次压下量为2-20% ;连续乳制后进行200-450°C中间退火，退火时间为l_60min， 然后重复前述的降温连续乳制，直至镁合金板材的厚度达到所需的尺寸。 前述的改善镁合金板带材组织织构和力学性能的乳制加工方法，所述的开乳温度 为300-400°C，所述的连续乳制次数为2-6次，单道次压下量为3-15%，所述的中间退火温 度为250-400 °C，退火时间为5-45min。 前述的改善镁合金板带材组织织构和力学性能的乳制加工方法，所述的开乳温度 为350-400°C，所述的连续乳制次数为2-4次，单道次压下量为5-10%，所述的中间退火温 度为350°C，退火时间为15-30min。 前述的改善镁合金板带材组织织构和力学性能的乳制加工方法，所述的降温连续 乳制方式为同步乳制或异步乳制，乳制路径为单向乳制、交叉乳制或多向乳制。 前述的改善镁合金板带材组织织构和力学性能的乳制加工方法，所述降温连续乳 制方式为异步乳制。 前述的改善镁合金板带材组织织构和力学性能的乳制加工方法，所述异步乳制的 异速比为1. 1-1. 5。 前述的改善镁合金板带材组织织构和力学性能的乳制加工方法，所述异步乳制的 异速比为1. 5。 本专利技术的有益效果：本专利技术通过降温连续乳制技术，使镁合金板带在乳制过程中 能够同时开启基面滑移、锥面滑移、孪生以及晶界滑移，同时，连续乳制过程有利于晶粒累 积协调偏转，基面织构发生倾转，减弱了基面织构，结合退火工艺实现了镁合金板带材晶粒 尺寸可控，显著提高了镁合金的力学性能。 申请人进行了下列实验，可证明本专利技术具有效的效果： 本专利技术共有3个实施例，均对相同状态的AZ31B镁合金热乳板坯利用本专利技术的方 法进行乳制加工。热乳板坯的初始基面织构强度最大值为7. 795 (图1)，截线法测得的平均 晶粒尺寸约42 μ m (图4)。 实施例1中，通过采用单向同步乳制对7_厚的热乳板坯进行两轮4道次降温连 续乳制后，获得终乳板的{0001}宏观织构见附图2,最高强度为5. 296,基面织构强度降低。 实施例2中，通过采用单向异步乳制对4_厚的热乳板坯进行两轮2道次降温连 续乳制后，获得终乳板的{0001}宏观织构见附图3,最高强度为5. 446,基面织构强度降低。 实施例1和实施例2中制备的乳板的测试结果表明，采用本专利技术的加工方法有利 于弱化AZ31镁合金板材基面织构。 实施例3中，通过对经该方法制备得到的三块不同的乳板进行250°C Xlh、 300°C X lh、350°C X lh的最终退火处理，并将得到的试样依次编号为1、2、3,试样编号1、2、 3的乳板的晶粒尺寸和力学性能（GB-T5154-2010)分别如表2所示，其显微组织和室温单向 拉伸应力-应变曲线分别如图5和图6所示，采用截线法测量1、2和3号试样晶粒尺寸分 别为 5. 6 μπι、9· 5 μπι和 13. 2 μπι，抗拉强度分别为 275. 2MPa、261. 2MPa、259. 7MPa，断后延伸 率分别为21. 8%、24. 2%、22. 9%，获得了强度和塑性都同时得到提高的镁合金板材。为便 于比较，传统乳制方法获得的AZ31B板的加工状态及其室温力学性能（GB-T 5154-2010)列 于表1。由表1可见，即使在塑性较好的退火态（0)，AZ31镁合金的断后延伸率仅为12%， 抗拉强度为225MPa。通过与传统乳制方法获得的乳板进行比较，采用本专利技术实施例3的加 工方法制备的1、2、3号不同退火态试样（表2中）的抗拉强度提高了近35-50MPa，其断后 延伸率均达到20%以上。 表1传统AZ31B板的室温力学性能（GB-T 5154-2010) 【附图说明】 附图1是经本专利技术乳制前，初始热乳板坯的X-射线极图； 附图2是初始厚度为7mm的热乳板经本专利技术实施例1的方法乳制后的X-射线极 图； 附图3是初始厚度为4mm的热乳板经本专利技术实施例2的方法乳制后的X-射线极 图； 附图4是采用本专利技术乳制前，初始热乳板坯的金相显微组织； 附图5中的（1)、（2)、（3)分别对应表2中1、2、3号试样对应的金相显微组织； 附图6中的1#、2#、3#曲线分别对应表2中1、2、3号试样的室温单向拉伸应力-应 变曲线。【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依 据。 实施例1 : AZ31镁合金热乳开坯板，其宏观织构{0001}极图如图1所示。图1的宏观极图表 明热乳板坯具有较强基面织构，最高强度为7. 795。对初始厚度为7_的AZ31镁合金热乳 板坯开板进行连续降温乳制，乳制路径为单向同步乳制，其中开乳温度为400°C，连续乳制 次数为4道次，单道次压下量约为5%;连续乳制后进行350°C中间退火，退火时间为30min， 然后重复前述的连续降温乳制，直至镁合金板材的厚度达到所需的尺寸。 实施例2 : 初始厚度为4_的AZ31镁合金热乳开坯板，其宏观织构{0001}极图如图1所 示。图1的宏观极图表明热乳板坯具有较强基面织构，最高强度为7. 795。对AZ31镁合金 热乳板坯开板进行连续降温乳制，乳制路径为单向异步乳制（异速比为1. 1-1. 5)，开乳温 度为350°C，连续乳制次数为2道次，单道次压下量约为10% ;连续乳制后进行350°C中间 退火，退火时间为15min，然后重复前述的连本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种改善镁合金板带材组织织构和力学性能的轧制加工方法，其特征在于：对镁合金开坯板进行降温连续轧制，其中开轧温度为250‑500℃，连续轧制次数为2‑8道次，单道次压下量为2‑20％；连续轧制后进行200‑450℃中间退火，退火时间为1‑60min，然后重复前述的降温连续轧制，直至镁合金板材的厚度达到所需的尺寸。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱涛，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州;52
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