[发明专利]一种弱化镁合金板材织构的周期性非均匀轧制方法

说明书

一种弱化镁合金板材织构的周期性非均匀轧制方法，涉及高精度镁合金板材轧制生产方法，在板材轧制生产过程中，将厚度分布均匀的初始坯料经过滚锻变形后制备成厚度分布为周期性分布（横向或纵向）的波形板材（称为一次变形），使镁合金板材产生横向或纵向的剧烈切向变形；再经过平面轧制方法（称为二次变形）使波形板材重新加工成平面板材的组合变形过程，称为周期性非均匀轧制方法。本发明采用组合变形方法制备镁合金板材，使镁合金材料晶粒细化和织构弱化，提高了板材成形性能。此外该方法易于实现连续板带生产，性能改善显著，操作和控制方便。

技术领域

本发明涉及高精度镁合金板材轧制生产方法，具体涉及一种弱化镁合金板材织构的周期性非均匀轧制方法。

背景技术

镁合金材料在塑性变形过程中，由于滑移变形和孪生变形使晶粒发生转动而形成织构。变形镁合金中织构类型包括挤压变形时形成的纤维织构、板材轧制时形成的板织构，以及在塑性变形后的退火过程中，镁合金发生再结晶或二次再结晶，而形成的再结晶织构。这些织构的产生的直接后果就是严重影响镁合金材料的各向异性，从而影响镁合金材料的成形性能和力学性能，极大限制了镁合金材料的应用领域。因此，采用塑性变形方法弱化镁合金材料织构、细化晶粒尺寸、提高其成形性能和力学性能是目前国内外该领域的重要研究方向之一。

传统的板材平面轧制方法是在轧制变形过程中，初始板料和轧制后板料厚度分布均匀，因此，在板材的厚度方向、轧制方向、宽展方向上的总的变形程度是相同的，即各个质点在厚度方向上的变形程度是相同的，也称为均匀轧制方法。经过多道次的连续轧制过程，就可以生产需要尺寸的平面板材。

发明内容

本发明目的在于提供一种弱化镁合金板材织构的周期性非均匀轧制方法，镁合金板材经过周期性非均匀轧制方法，可以使塑性变形区的同一个质点实现了从压缩变形到拉伸变形（或者从拉伸变形到压缩变形）的交替作用，实现弱化镁合金材料织构，有效改善其成形性能和力学性能的目的。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提出了一种弱化镁合金板材织构的周期性非均匀轧制方法，即在板材轧制生产过程中，将厚度分布均匀的初始坯料经过滚锻变形后制备成厚度分布为周期性分布（横向或纵向）的波形板材（称为一次变形），使镁合金板材产生横向或纵向的剧烈切向变形；再经过平面轧制方法（称为二次变形）使波形板材重新加工成平面板材的组合变形过程，称为周期性非均匀轧制方法。将两次变形称为一个组合变形循环道次。经过一个组合变形循环道次后，板材中的各个质点都经历一次从拉伸变形到压缩变形（或者从压缩变形到拉伸变形）的交替变化，从而加剧了动态再结晶发生，可以产生更多的孪晶组织、更多的滑移系，使镁合金材料晶粒细化和基面织构弱化，提高镁合金材料塑性成形性能。镁合金材料经过多个循环道次的组合变形以后，其织构分布将得到显著弱化，降低了镁合金材料的各向异性，提高镁合金材料的成形性能。

作用：镁合金板材经过周期性非均匀轧制方法，可以使塑性变形区的同一个质点实现了从压缩变形到拉伸变形（或者从拉伸变形到压缩变形）的交替作用，从而加剧了动态再结晶发生，可以产生更多的孪晶组织、更多的滑移系，使镁合金材料晶粒细化和基面织构弱化，提高镁合金材料塑性成形性能。

镁合金剧烈切向变形产生机理：经过一个组合变形循环道次后，板材中的各个质点都经历一次从拉伸变形到压缩变形（或者从压缩变形到拉伸变形）的交替变化，可以使镁合金材料产生剧烈切向变形。

镁合金织构弱化机理：提出了一种弱化镁合金板材织构的周期性非均匀轧制方法，其织构弱化机理是：晶粒取向垂直→晶粒取向偏转→晶粒取向紊乱→织构弱化。因此组合变形方法可以改善各个方向上的孪晶组织及织构分布，可以显著提高镁合金板材的变形性能及力学性能，而且易于大规模实现自动化生产。晶粒取向偏转角度与变形量有关系，大的切向变形区域内晶粒偏转角度90度；小的切向变形区域内晶粒偏转角度小于90度。经过多次反复组合变形，晶粒取向处于无序状态，降低了织构强度，弱化了织构。此外热变形时织构弱化机理也包括复合变形产生了动态再结晶，形成新的晶粒，弱化了织构。