异步轧制提高镁合金板材塑性成形能力微观机理的EBSD原位跟踪研究

采用"连铸连轧-异步轧制"制备镁合金板带可以利用异步轧制的大剪切变形、大压下量特点，建立镁合金板带的有效短流程制备工艺。然而，异步轧制对镁合金板材的剪切变形作用及其对晶粒偏转、织构演变与织构强度的影响规律和机理、对镁合金板材成形性的影响规律尚未实现定量表征；轧制板材在室温和温热条件下的微观变形机制尚不明确。本项目拟首先对铸轧镁合金板材进行异步轧制试验，系统研究异步轧制方式(异步比)和变形量对板材微观晶粒取向、织构、变形机理、力学性能和板材成形性的影响规律；其次对室温和温热条件下，镁合金板材的晶粒取向和织构演变规律、孪晶和诸滑移系的启动条件及演变规律应用EBSD方法进行原位跟踪试验观测分析，揭示异步轧制镁合金板材的室温和温热变形机理；最后进行成形实验验证。本项目有助于揭示异步轧制提高板材成形性的机理，为优化异步轧制工艺提供理论依据，促进铸轧和异步轧制工艺在镁合金板材制备领域的应用。

采用连铸连轧+异步轧制工艺生产镁合金板带材，可以缩短镁合金板带材生产流程，并具有细化晶粒和弱化织构的优点。相比于普通轧制镁合金板材，异步轧制镁合金板材的力学性能得到明显提高。开展异步轧制镁合金板材的室温和温热条件下的变形机理研究，揭示其在不同温度条件下的变形机理，从而指导镁合金板材成形工艺的开发。. 本研究中，首先分析异步轧制过程中剪切力对板材组织、织构、力学性能及最终成形性影响，确定了异步轧制工艺与板材组织、织构和力学性能的关系，发现了镁合金连铸连轧板材在150℃下进行非对称温热轧制，轧制板材具有组织细化、织构弱化和力学性能优良的优点，在温热条件下的Erichsen实验表明该板材的成形性能最好，上述结果表明，在150℃温热条件下进行非对称轧制，就可以生产成形性能最好的镁合金板材。. 采用EBSD技术原位跟踪晶粒取向的方法，得到了异步轧制镁合金板材在室温和温热条件下，变形过程中晶粒取向演变的结果。异步轧制镁合金板材变形过程中变形模式的定量分析结果表明，在压缩变形过程中，基面滑移和拉伸孪晶在变形初期为主要变形模式，锥面滑移系在变形后期大量启动而成为主要变形模式，研究中发现锥面滑移系的启动量并不随着压缩变形温度升高而增加，而是主要受变形初期拉伸孪晶启动量的影响，拉伸孪晶启动量越多则锥面滑移系启动量越大，变形温度的提高只是降低了锥面滑移系启动所需的临界变形量。在镁合金板材拉伸变形过程中，柱面滑移系在变形初期已启动，并随着变形量的增大所占比例逐渐升高，基面滑移系在整个变形过程中始终是主要的变形模式，研究中发现对于基面织构较强的镁合金板材，当拉伸变形量较大时，晶粒发生偏转，使<a>位错的基面和柱面滑移系能更好地协调板材在厚度方向的变形。