【摘 要】
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镁合金作为现今最轻的金属结构材料,其密度仅为铝合金的60%～70%,对结构减重、节能减排具有重要意义。但由于变形镁合金通常呈现c-axis∥ND强基面织构,导致室温成形性较差,限制了镁合金的广泛应用。鉴于此,本文通过“合金化+二次轧制变形”结合的途径,设计开发出新型Mg-2Zn-x Li-y Gd合金板材,并对不同Li/Gd比的挤压板材及二次轧制变形过程中的组织、织构及力学性能演变进行了系统研究,
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镁合金作为现今最轻的金属结构材料,其密度仅为铝合金的60%～70%,对结构减重、节能减排具有重要意义。但由于变形镁合金通常呈现c-axis∥ND强基面织构,导致室温成形性较差,限制了镁合金的广泛应用。鉴于此,本文通过“合金化+二次轧制变形”结合的途径,设计开发出新型Mg-2Zn-x Li-y Gd合金板材,并对不同Li/Gd比的挤压板材及二次轧制变形过程中的组织、织构及力学性能演变进行了系统研究,成功开发出室温成形性能优异的Mg-2Zn-3Li-1Gd合金板材。本研究主要结论如下:（1）制备出不同Li/Gd比的Mg-2Zn-x Li-y Gd（x:y=1:1,3:1,3:3）合金,并通过430℃大应变热挤压成形得到2 mm厚的合金板材。对三种板材组织和织构进行分析,发现Li、Gd均可起到弱化织构的作用,且随着Li含量的增多,织构沿TD偏转的角度变大。Mg-2Zn-3Li-1Gd合金具有三者中最优的冲压成形性能,但由于其挤压织构沿ND轴向分布对称性较低,综合性能仍有待进一步优化。（2）以Mg-2Zn-3Li-1Gd板材为对象,对其进行二次冷轧及退火处理,并探究其在不同轧制路径下微观组织和织构演变规律。当板材沿ED轧制时,在非基面滑移的作用下,形成了关于ND对称的环形织构。而当板材沿TD轧制后,形成了沿TD分布的双峰织构。退火时,在基面位错及锥面位错的影响下,再结晶晶粒与变形母晶粒基于＜uvt0＞旋转,呈现出约62.5°的对称关系,最终促使退火板材形成了沿ND轴向对称分布的环形织构,板材室温成形性能得到显著提升。其中,沿TD轧制退火后的样品,其织构更加发散且对称,室温杯突值达7.1 mm。（3）探究了Mg-2Zn-3Li-1Gd在280℃温轧过程中的塑性变形机制及织构演变规律。发现板材沿ED轧制时,主要激活了柱面滑移;退火后,柱面位错充当形核点而形成的新晶粒存在取向继承性,再结晶晶粒其生长方向会受到原有沿TD方向晶粒取向的诱导,最终使得退火后的织构主要沿TD发生单向偏转。而沿TD轧制时,变形机制由初期的基面滑移与锥面滑移共存演变为后期以柱面滑移为主导;退火时,由各类位错充当形核点形成的新晶粒呈现多元化分布,母晶与再结晶的取向关系变得更加随机,最终使板材形成了关于ND对称的发散织构,有效促进了板材的力学性能平面各向同性和室温多向成形性的提升,板材的室温杯突值达到7.8mm。
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