[發(fā)明專利]一種弱化鎂合金板材織構(gòu)的周期性非均勻軋制方法

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• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109570233A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王忠堂;王羚伊;楊君寶
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽理工大學(xué)
• 主分類號: B21B1/26
• 分類號: B21B1/26;B21B3/00;B21B27/02;B21B37/74
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標(biāo)代理有限公司 21209
• 代理人: 王東煜

一種弱化鎂合金板材織構(gòu)的周期性非均勻軋制方法，涉及高精度鎂合金板材軋制生產(chǎn)方法，在板材軋制生產(chǎn)過程中，將厚度分布均勻的初始坯料經(jīng)過滾鍛變形后制備成厚度分布為周期性分布（橫向或縱向）的波形板材（稱為一次變形），使鎂合金板材產(chǎn)生橫向或縱向的劇烈切向變形；再經(jīng)過平面軋制方法（稱為二次變形）使波形板材重新加工成平面板材的組合變形過程，稱為周期性非均勻軋制方法。本發(fā)明采用組合變形方法制備鎂合金板材，使鎂合金材料晶粒細(xì)化和織構(gòu)弱化，提高了板材成形性能。此外該方法易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)板帶生產(chǎn)，性能改善顯著，操作和控制方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高精度鎂合金板材軋制生產(chǎn)方法，具體涉及一種弱化鎂合金板材織構(gòu)的周期性非均勻軋制方法。

背景技術(shù)

鎂合金材料在塑性變形過程中，由于滑移變形和孿生變形使晶粒發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)而形成織構(gòu)。變形鎂合金中織構(gòu)類型包括擠壓變形時(shí)形成的纖維織構(gòu)、板材軋制時(shí)形成的板織構(gòu)，以及在塑性變形后的退火過程中，鎂合金發(fā)生再結(jié)晶或二次再結(jié)晶，而形成的再結(jié)晶織構(gòu)。這些織構(gòu)的產(chǎn)生的直接后果就是嚴(yán)重影響鎂合金材料的各向異性，從而影響鎂合金材料的成形性能和力學(xué)性能，極大限制了鎂合金材料的應(yīng)用領(lǐng)域。因此，采用塑性變形方法弱化鎂合金材料織構(gòu)、細(xì)化晶粒尺寸、提高其成形性能和力學(xué)性能是目前國內(nèi)外該領(lǐng)域的重要研究方向之一。

傳統(tǒng)的板材平面軋制方法是在軋制變形過程中，初始板料和軋制后板料厚度分布均勻，因此，在板材的厚度方向、軋制方向、寬展方向上的總的變形程度是相同的，即各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在厚度方向上的變形程度是相同的，也稱為均勻軋制方法。經(jīng)過多道次的連續(xù)軋制過程，就可以生產(chǎn)需要尺寸的平面板材。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種弱化鎂合金板材織構(gòu)的周期性非均勻軋制方法，鎂合金板材經(jīng)過周期性非均勻軋制方法，可以使塑性變形區(qū)的同一個(gè)質(zhì)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了從壓縮變形到拉伸變形（或者從拉伸變形到壓縮變形）的交替作用，實(shí)現(xiàn)弱化鎂合金材料織構(gòu)，有效改善其成形性能和力學(xué)性能的目的。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提出了一種弱化鎂合金板材織構(gòu)的周期性非均勻軋制方法，即在板材軋制生產(chǎn)過程中，將厚度分布均勻的初始坯料經(jīng)過滾鍛變形后制備成厚度分布為周期性分布（橫向或縱向）的波形板材（稱為一次變形），使鎂合金板材產(chǎn)生橫向或縱向的劇烈切向變形；再經(jīng)過平面軋制方法（稱為二次變形）使波形板材重新加工成平面板材的組合變形過程，稱為周期性非均勻軋制方法。將兩次變形稱為一個(gè)組合變形循環(huán)道次。經(jīng)過一個(gè)組合變形循環(huán)道次后，板材中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)都經(jīng)歷一次從拉伸變形到壓縮變形（或者從壓縮變形到拉伸變形）的交替變化，從而加劇了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶發(fā)生，可以產(chǎn)生更多的孿晶組織、更多的滑移系，使鎂合金材料晶粒細(xì)化和基面織構(gòu)弱化，提高鎂合金材料塑性成形性能。鎂合金材料經(jīng)過多個(gè)循環(huán)道次的組合變形以后，其織構(gòu)分布將得到顯著弱化，降低了鎂合金材料的各向異性，提高鎂合金材料的成形性能。

作用：鎂合金板材經(jīng)過周期性非均勻軋制方法，可以使塑性變形區(qū)的同一個(gè)質(zhì)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了從壓縮變形到拉伸變形（或者從拉伸變形到壓縮變形）的交替作用，從而加劇了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶發(fā)生，可以產(chǎn)生更多的孿晶組織、更多的滑移系，使鎂合金材料晶粒細(xì)化和基面織構(gòu)弱化，提高鎂合金材料塑性成形性能。

鎂合金劇烈切向變形產(chǎn)生機(jī)理：經(jīng)過一個(gè)組合變形循環(huán)道次后，板材中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)都經(jīng)歷一次從拉伸變形到壓縮變形（或者從壓縮變形到拉伸變形）的交替變化，可以使鎂合金材料產(chǎn)生劇烈切向變形。

鎂合金織構(gòu)弱化機(jī)理：提出了一種弱化鎂合金板材織構(gòu)的周期性非均勻軋制方法，其織構(gòu)弱化機(jī)理是：晶粒取向垂直→晶粒取向偏轉(zhuǎn)→晶粒取向紊亂→織構(gòu)弱化。因此組合變形方法可以改善各個(gè)方向上的孿晶組織及織構(gòu)分布，可以顯著提高鎂合金板材的變形性能及力學(xué)性能，而且易于大規(guī)模實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。晶粒取向偏轉(zhuǎn)角度與變形量有關(guān)系，大的切向變形區(qū)域內(nèi)晶粒偏轉(zhuǎn)角度90度；小的切向變形區(qū)域內(nèi)晶粒偏轉(zhuǎn)角度小于90度。經(jīng)過多次反復(fù)組合變形，晶粒取向處于無序狀態(tài)，降低了織構(gòu)強(qiáng)度，弱化了織構(gòu)。此外熱變形時(shí)織構(gòu)弱化機(jī)理也包括復(fù)合變形產(chǎn)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，形成新的晶粒，弱化了織構(gòu)。