变形镁合金轻质高强,其板材在航空航天、汽车、电子等诸多领域有着广泛而迫切的应用需求,是目前商用金属中最轻的工程结构材料。然而现有的镁板轧制工艺由于变形温度高、道次压下量小,且需多次中间加热,难以高效地制备低成本变形镁合金板材;同时板材组织难以控制、易出现粗晶强织构,对板材二次成形极为不利。这都制约着镁合金板材在冲压成形领域的应用与发展。为此,基于课题组前期对镁板多道次降温轧制研究,本文对比研究了ZK60挤压板坯的多道次降温轧制/异步降温轧制及其在轧制过程中的组织性能演变,并重点研究了终轧温度和变形量对板材组织性能的影响规律,初步形成了基于挤压-降温轧制的高效镁板晶粒细化和基面织构弱化方法,制备出具有多种织构状态的细晶ZK60镁合金板材。随后以弯曲和胀形为例,深入分析了织构影响的镁合金板材成形规律,为板材制备及后续冲压成形领域的组织优化设计提供切实可行的理论指导。ZK60挤压板坯经3~5道次降温轧制/异步降温轧制可获得晶粒尺寸7~9μm的细晶镁板,且无中间加热工序。其中道次压下量30~40%、轧制温度270~300℃是实现细晶均匀组织的基本轧制参数。随着降温轧制进行,初始(0002)基面//挤压方向的丝织构逐渐向(0002)基面//轧板平面的板织构转变,即基面极密度分布在板材横向上逐渐集中而在轧向上轻微漫散,且轧制温度提高和轧制道次减少有利于延缓这种转变;同时异步降温轧制可在板材轧向上提供一定的基面织构弱化效果。进一步研究终轧温度和变形量对板材组织性能的影响,结果表明,终轧温度200℃、道次压下量31%时,板材动态再结晶仍可充分发生,其平均晶粒可细化至5.2μm。EBSD分析结果表明,变形晶粒显著表现为<10-10>//RD的择优取向,而新生的动态再结晶晶粒为<11-20>//RD,随着轧制变形的持续进行,再结晶晶粒逐渐向<10-10>//RD方向转变,并最终形成<10-10>~<11-20>//RD织构组态。与之对应,板材屈服强度表现为晶粒细化强化和弱基面织构弱化的综合作用效果,延伸率则表现为正相关于晶粒细化和基面织构弱化的规律。沿异步轧制板横向和轧向分别切割试样进行弯曲性能测试,结果表明,相比强基面织构的轧向试件,弱基面织构的横向试件在弯曲性能上提高了近32.2%,最小相对弯曲半径达到1.51。织构引起的弯曲性能差异主要源于变形机制的不同:轧向试件内侧的变形机制以拉伸孪生为主;轧向试件外侧以基面滑移为主,柱面滑移为辅;横向试件内侧以拉伸孪生为主,基面滑移为辅;横向试件外侧以基面滑移为主,拉伸孪生为辅。由此可见,基面偏离弯曲方向的弱基面织构镁合金板材适于弯曲成形,且在本文研究范围内偏离角度愈大,弯曲性能愈佳。此外,探讨了弯曲试件内外侧的拉伸孪生在织构形成上的差异。通过多道次降温轧制并辅助于冷轧整形和退火处理制备了三组具有不同织构状态的细晶ZK60镁合金板材,其基面极密度在板平面上均表现出非均匀分布的特点。胀形实验结果显示,基面织构弱化可明显提升板材胀形性能,板材室温成形高度由5.2mm提高到9.7mm,提高幅度在80%以上,但单一方向的基面织构弱化并不能提高板材的胀形性能。加工硬化及裂纹扩展分析表明,板材基面织构弱化方向具有较高的塑变能力及加工硬化能力,显现出优异的协调变形能力;而强基面织构方向易于产生应力集中,并萌生横向裂纹,导致板材提前破裂。因此,基面极密度在板平面上均匀弱化的弱基面织构镁合金板材适于胀形成形。此外,通过板材成形极限较为全面地分析了织构影响的镁合金板材成形基本规律。