特別是變形鎂合金板材不僅具有的綜合性能，而且還可以通過沖壓等二次成形方法來制備各種形式的產(chǎn)品，表現(xiàn)出極其廣闊的應(yīng)用前景但由于純鎂及大部分鎂合金都具有密排六方晶體結(jié)構(gòu)，并且其軸比(c/a)值接近理想的密堆值，合金的晶格對稱性低，普通條件下可以啟動的滑移系較少。因此，采用常規(guī)軋制技術(shù)生產(chǎn)鎂合金板材時，存在軋制工藝流程長、成品率低和生產(chǎn)成本高等問題，并且板材在軋制過程中還容易形成強烈的(0002)基面織構(gòu)，大部分晶粒的(0002)基面都與軋板表面平行。具有該種織構(gòu)的鎂合金板材在二次加工時，由于基面處于硬取向，基面滑移和拉伸孿生都難以啟動而容易開裂。為了解決上述問題，一方面需結(jié)合高溫軋制、特殊軋制或晶粒細化的方法，并且還要對軋制溫度、軋制道次、變形量等工藝參數(shù)進行優(yōu)化來減弱基面織構(gòu)的程度。目前，國內(nèi)外有關(guān)鎂合金加工成形工藝的研究仍然很缺乏，已有的研究也主要集中在AZ和AM系等鎂合金，這將影響變形鎂合金的拓展與應(yīng)用。因此，對鎂合金板材軋制成形工藝的系統(tǒng)研究成為一個非常重要的研究方向。
鎂合金薄板是壓力軋制擠壓板，具有細化晶粒結(jié)構(gòu)、密度小、質(zhì)量輕、強度高、延展性能好等優(yōu)點；可以滿足室溫冷沖壓、鍛壓或其他冷加工所具備的抗拉強度和延伸率的要求。
近些年來，航空、航天、汽車、3C產(chǎn)品以及軍工等領(lǐng)域?qū)︽V合金的需求不斷增長，對其力學(xué)性能的要求也不斷提高[1-2]，傳統(tǒng)鑄造鎂合金已經(jīng)漸漸無法滿足要求。這種情況下，采用擠壓、軋制、鍛造等塑性加工工藝生產(chǎn)的變形鎂合金產(chǎn)品，由于具有更好的力學(xué)性能、多樣化的結(jié)構(gòu)而越來越受到重視[3-4]。其中，軋制作為鎂合金塑性加工的重要手段得到了長足的發(fā)展，產(chǎn)生了多種軋制方法。這些軋制方法主要通過兩個途徑來提高板材性能：（1）細化晶粒提高塑性[5-6]。研究表明，晶粒尺寸小于10μm時，鎂合金將體現(xiàn)出良好的超塑性[7-8]；（2）降低織構(gòu)強度，減小各向異性程度[9-10]。鎂合金板材各向異性程度高，力學(xué)性能（如抗拉強度和延伸性能）不平均，通過控制織構(gòu)降低各向異性程度，可有效的提高板材性能。
鎂合金熱軋板材的組織主要由孿晶、切變帶等變形組織及細小的動態(tài)再結(jié)晶晶粒組成。動態(tài)再結(jié)晶是其主要的細化機制。熱軋過程中，溫度、變形量、變形速率等因素將會影響組織形態(tài)與再結(jié)晶的發(fā)生。具體為：高溫促進位錯滑移，增加形核率，可提高再結(jié)晶組織的比例；高應(yīng)變速率使位錯急劇堆積，應(yīng)力集中得不到釋放，抑制動態(tài)再結(jié)晶的形核；大變形量增加位錯密度，促進再結(jié)晶形核。如大應(yīng)變軋制（large strain rolling）就采用了大變形量來獲得更多的細化組織，其晶粒尺寸可達到2μm～3 μm。熱軋板材中孿晶等變形組織經(jīng)過退火后將發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶或回復(fù)，轉(zhuǎn)化為更多的等軸晶。
研究表明，熱軋過程中鎂合金將形成強（0002）基面織構(gòu)，基本特征為（0002）基面平行于軋面（圖la）。這種織構(gòu)由塑性變形過程中基面滑移、錐面滑移共同造成的，一般隨著軋制道次的增多和板材厚度的減薄，織構(gòu)將逐漸增強，當板材軋制到薄板時，形成較強的基面織構(gòu)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，熱軋時采用大應(yīng)變可以降低織構(gòu)強度，退火也組織構(gòu)有一定的弱化作用。
熱軋除變形量大，工藝簡單，利于工業(yè)化大生產(chǎn)的優(yōu)點外，也存在著一些不足，如溫度過高不利于控制板形和表面光潔度，力學(xué)性能較低等。而應(yīng)用冷軋工藝可以有效克服上述不足，通過控制變形量和退火，可得到尺寸精度高、力學(xué)性能好的薄板。
鎂合金冷軋板材組織中主要為粗大的晶粒，且晶粒內(nèi)部有大量孿晶。這是因為室溫下鎂合金可開動的滑移系少，要依靠孿生，主要是錐面孿生才能發(fā)生變形。冷軋細織的細化主要通過退火靜態(tài)再結(jié)晶來完成。退火時，再結(jié)晶晶粒在原始晶粒邊界形核長大，取代粗大的原始晶粒，得到細小再結(jié)晶組織。鎂合金冷軋后板材具有較高強度，但伸長率較低，通過適當退火，也可提高冷軋板材的塑性。
冷軋AZ31鎂合金織構(gòu)形態(tài)與熱軋織構(gòu)有顯著的區(qū)別，其基面的織構(gòu)極密度分布呈現(xiàn)雙峰形態(tài)，與熱軋的相比，強度上冷軋板材的基面織構(gòu)強度更高。過程為：室溫下基面滑移系難以開動，晶內(nèi)誘發(fā)了孿生，改變了孿生部分晶體基面的取向關(guān)系，使孿生體內(nèi)的基面滑移系得以開動，塑性變形繼續(xù)進行，并產(chǎn)生二次孿晶：這一系列復(fù)雜的變形終使得基面的取向偏離板材的法向，形成基面織構(gòu)的雙峰特征。冷軋織構(gòu)退火后分布規(guī)律沒有太大變化，僅強度有所下降。
鎂合金板材冷軋、熱軋時多采用恒定的溫度，楊平[22]等人利用道次間溫度的下降，結(jié)合退火，進行了降溫軋制。軋制過程中，首階段溫度較高，退火次數(shù)少且時間短，采用大壓下量降低板材厚度。隨著軋制的進行，板材溫度下降，采用較小的壓下量，延長退火時間，利用靜態(tài)再結(jié)晶和回復(fù)細化組織。經(jīng)試驗，通過該種軋制方法可以制成0.3 mm厚度的薄板，且平均晶粒尺寸可達到7μm。
降溫軋制開始階段由于溫度較高，加之具有較大的變形量，因而組織中主要發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶，生成了大量等軸小晶粒，尺寸約4μm，見圖3a。圖3c、c、g顯示，隨著軋制溫度的下降，動態(tài)再結(jié)晶組織成分開始減少，孿晶及切變帶開始增多，其中切變帶起到了細化組織的作用[23]：切變帶內(nèi)含有大量細?。▉啠┚Я＃涑叽绮坏?μm。這些組織在退火后可長大為較均勻的細小再結(jié)晶組織，再進行軋制又能形成擴展的切變帶。反復(fù)軋制、退火可形成較大范圍的切變帶區(qū)，終退火后形成大范圍細晶區(qū)。圖3b、d、f、h顯示，退火使組織發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶及晶?；貜?fù)，消除了缺陷和變形組織，使組織更加均勻。
降溫軋制由于一直處于熱軋、溫軋范圍內(nèi)（400℃～160℃），室溫，因此織構(gòu)并未出現(xiàn)冷軋時繞TD傾轉(zhuǎn)的雙峰基面織構(gòu)形狀。如圖4所示，軋制后及退火后均為強基面織構(gòu)，與其他熱軋鎂合金強基面織構(gòu)相似。
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