摘要
在工业化生产中，轧制成形是生产镁合金板材最经济、有效的工艺之一。镁合金轧板极易形成强基面织构、产生边裂且成形性差，影响后续深加工。因此，为提高镁合金板材的综合力学性能，扩大其应用范围，改善轧制工艺以及对轧后的镁合金板材进行适宜的轧后热处理具有重要的工程意义。 不同于传统热处理工艺，深冷处理是一种将工件放置在-196℃的液氮中，浸泡一段时间，用来优化材料组织和性能的处理方法，因其操作简便、效果显著且环境友好，作为一种理想的金属材料强韧化处理工艺，逐渐成为了研究热点。本文主要以轧制-深冷AZ31镁合金板材为研究对象，探讨不同轧制-深冷工艺处理下板材的显微组织演变以及力学性能变化，为AZ31镁合金板材轧制成形后进行深冷处理提供理论参考和工艺指导，得到的具体结论如下： （1）揭示了热轧镁合金板材进行不同深冷时间后微观组织演变规律。AZ31镁合金经深冷处理后组织中第二相数量有所增加且成弥散分布；深冷处理后产生了孪晶，且随着深冷时间的延长，孪晶的数量进一步增加；热轧板材经深冷处理之后，(10-11)、(10-13)晶面峰值得到提高，晶粒取向朝着(10-11)、(10-13)晶面偏转； （2）分析了热轧镁合金板材在空气中缓冷不同时间，再进行深冷处理后拉伸性能得到改善的原因。与轧制试样相比(243MPa、9.6%)，热轧-立即深冷试样和热轧-缓冷15s再进行深冷试样的抗拉强度和断裂延伸率分别为278MPa、12.6%和262MPa、15.9%，。深冷处理对热轧缓冷试样性能的改善主要归因于细化晶粒、孪晶、位错、析出相和非基面滑移的协同作用； （3）探讨了在轧制温度为240℃，二道次变换路径轧制-深冷处理对镁合金板材显微组织和拉伸性能的影响。二道次变换路径轧制-深冷处理后的试样晶粒尺寸和分布都得到了不同的改善，产生了不同类型的孪晶和位错滑移。二道次交叉轧制-深冷处理试样拉伸性能表现最优，抗拉强度达到283MPa，断裂延伸率提升至25.8%，与普通轧制试样(239MPa、13.8%)相比，分别增加了18.4%和87.0%。强度的提高主要是孪晶强化、细晶强化、晶界强化和位错强化等共同作用的结果；断裂延伸率的提升与晶粒细化和锥面lt;c+agt;滑移的激活有关； （4）探讨了在轧制温度为360℃，二道次变换路径轧制-深冷处理对镁合金板材显微组织和力学性能的影响。二道次变路径轧制的AZ31镁合金经过深冷处理之后，晶粒大小趋向均匀化，晶粒尺寸得到明显细化；第二相粒子沿晶界析出增多，合金组织中产生孪晶；内部晶粒发生转动，晶粒取向发生变化，引起轧制形成的(0002)强基面织构显著弱化。同一方向二道次轧制-深冷试样的塑性得到显著改善，断裂延伸率高达23.2%，amp;nbsp;与普通轧制试样相比(9.6%)，断裂延伸率提升了142%，断裂延伸率的提升主要是因为试样的动态再结晶程度高(87%)，经过深冷处理，非基面平均施密特因子均高于基面，非基面滑移的开启显著提高板材的塑性。
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