近些年來(lái),航空、航天、汽車、3C產(chǎn)品以及軍工等領(lǐng)域?qū)︽V合金的需求不斷增長(zhǎng),對(duì)其力學(xué)性能的要求也不斷提高[1-2],傳統(tǒng)鑄造鎂合金已經(jīng)漸漸無(wú)法滿足要求。這種情況下,采用擠壓、軋制、鍛造等塑性加工工藝生產(chǎn)的變形鎂合金產(chǎn)品,由于具有更好的力學(xué)性能、多樣化的結(jié)構(gòu)而越來(lái)越受到重視[3-4]。其中,軋制作為鎂合金塑性加工的重要手段得到了長(zhǎng)足的發(fā)展,產(chǎn)生了多種軋制方法。這些軋制方法主要通過(guò)兩個(gè)途徑來(lái)提高板材性能:(1)細(xì)化晶粒提高塑性[5-6]。研究表明,晶粒尺寸小于10μm時(shí),鎂合金將體現(xiàn)出良好的超塑性[7-8];(2)降低織構(gòu)強(qiáng)度,減小各向異性程度[9-10]。鎂合金板材各向異性程度高,力學(xué)性能(如抗拉強(qiáng)度和延伸性能)不平均,通過(guò)控制織構(gòu)降低各向異性程度,可有效的提高板材性能。
鎂合金板材冷軋、熱軋時(shí)多采用恒定的溫度,楊平[22]等人利用道次間溫度的下降,結(jié)合退火,進(jìn)行了降溫軋制。軋制過(guò)程中,首階段溫度較高,退火次數(shù)少且時(shí)間短,采用大壓下量降低板材厚度。隨著軋制的進(jìn)行,板材溫度下降,采用較小的壓下量,延長(zhǎng)退火時(shí)間,利用靜態(tài)再結(jié)晶和回復(fù)細(xì)化組織。經(jīng)試驗(yàn),通過(guò)該種軋制方法可以制成0.3 mm厚度的薄板,且平均晶粒尺寸可達(dá)到7μm。
降溫軋制開始階段由于溫度較高,加之具有較大的變形量,因而組織中主要發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,生成了大量等軸小晶粒,尺寸約4μm,見圖3a。圖3c、c、g顯示,隨著軋制溫度的下降,動(dòng)態(tài)再結(jié)晶組織成分開始減少,孿晶及切變帶開始增多,其中切變帶起到了細(xì)化組織的作用[23]:切變帶內(nèi)含有大量細(xì)?。▉啠┚Я?,其尺寸不到1μm。這些組織在退火后可長(zhǎng)大為較均勻的細(xì)小再結(jié)晶組織,再進(jìn)行軋制又能形成擴(kuò)展的切變帶。反復(fù)軋制、退火可形成較大范圍的切變帶區(qū),終退火后形成大范圍細(xì)晶區(qū)。圖3b、d、f、h顯示,退火使組織發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶及晶粒回復(fù),消除了缺陷和變形組織,使組織更加均勻。
降溫軋制由于一直處于熱軋、溫軋范圍內(nèi)(400℃~160℃),室溫,因此織構(gòu)并未出現(xiàn)冷軋時(shí)繞TD傾轉(zhuǎn)的雙峰基面織構(gòu)形狀。如圖4所示,軋制后及退火后均為強(qiáng)基面織構(gòu),與其他熱軋鎂合金強(qiáng)基面織構(gòu)相似。
鎂合金軋制是大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)鎂合金材料的重要手段,長(zhǎng)期以來(lái),由于鎂合金板材變形性能不好,限制了鎂合金板材的應(yīng)用。通過(guò)對(duì)不同軋制方法的研究,有助于找到控制板材組織及織構(gòu)的有效方法,使其既能得到細(xì)化組織產(chǎn)生超塑性,又能降低織構(gòu)強(qiáng)度使各方向性能更加平均。從而大大的改善板材的變形性能,使鎂合金板材得到更加廣泛的應(yīng)用。