第1期 孟强等：异步轧制对AZ31镁合金静态再结晶及晶粒细化的影响 49 I00μm 22 100m 100um 100m C3 100um, .100m 100m 图2异步轧制后AZ31板的组织形貌.AB和G异速比1.1、1.3和1.71.2和3压下率1%.20%和3% Fg 2 Microstrucures of differential speed olled AZ31 sheets A B and G speed ratio 1.1.1.3 and 1.7 1 2 and3 reductin rat 10%.20% and 30% 表1异步轧制过程中AZ31板与轧辊的相对滑动 匀程度，因此退火后平均晶粒尺寸小，且大、小晶粒 Tabl1 Relative sliding berween he AZ31 sheet and rolls in diffe rential 间尺寸差异不大. speed rolling process 2.3退火晶粒尺寸 轧辊印迹 轧后样品标记 差值/ 异速比 距离m 距离/mm mm 为了解晶粒尺寸受异步轧制工艺参数及退火制 1.1 736 75.0 1.4 度影响的规律，采用截线法测量了不同轧制工艺、不 1.3 741 75.0 09 同退火制度下225个样品的平均晶粒尺寸，结果如 1.7 968 745 223 图4~图6所示.总体上，晶粒尺寸随着退火温度的 匝19.14四B13.74mQ31.0μ四220.3um 升高和时间的延长有所增长，随着压下率的增加而 ③18.0u四对比可见，同等压下率条件下B工艺 显著降低.其中，同等变形量和退火工艺下，异速比 样品的平均晶粒尺寸最小，且大小均匀；而AC工 为1.3时轧制样品晶粒尺寸最小.此外，各图都显 艺退火样品中大、小晶粒的尺寸差异较大，一些细小 示平均晶粒尺寸随着退火时间的延长表现出两个阶 的再结晶晶粒成片聚集，这主要是孪晶分布不均匀 段，一个较快增长阶段和一个平缓阶段，但转折点有 造成的.金属材料再结晶的驱动力是畸变能，畸变 所不同：异速比为1.1时（图4），10%、20%和30% 能高的区域能够在更低温度和更短时间内完成再结 三种压下条件下分界点都在30m9异速比为1.3 晶，而镁合金中孪晶聚集的区域是储存畸变能的主 时（图5），转折点对应的退火时间随压下率的增加 要场所，这些区域在退火过程中先发生再结晶，并生 而降低，10%、20%和30%压下率下分别为3020 成大量细小晶粒，这就造成了多孪晶区域晶粒细小 和10m9异速比为17时（图6），转折点依然随压 而其他区域晶粒粗大，而且这种分布特征容易在随 下率增加有所降低，但没有异速比为1.3时明显，压 后的晶粒正常长大过程中保持下来.对于B工艺样 下率10%~20%为30m?30%时降至20m更可 品，尤其是压下率大于20%时，大压下率和强烈的 见，合理的异步轧制工艺除了能够有效细化晶粒之 剪切效应使畸变能随大量均匀分布的孪晶储存在 外，还能显著缩短轧件所需的退火时长，起到缩短生 A乃1板内，增加了再结晶核心数量和形核位置的均 产流程、节能降耗的作用.第 1期 孟 强等:异步轧制对 AZ31镁合金静态再结晶及晶粒细化的影响 图 2 异步轧制后 AZ31板的组织形貌.A、B和 C:异速比 1.1、1.3和 1.7;1、2和 3:压下率 10%、20%和 30% Fig.2 MicrostructuresofdifferentialspeedrolledAZ31 sheets.A, BandC:speedratio1.1, 1.3 and1.7;1, 2 and3:reductionratio10%, 20% and30% 表 1 异步轧制过程中 AZ31板与轧辊的相对滑动 Table1 RelativeslidingbetweentheAZ31 sheetandrollsindifferential speedrollingprocess 异速比 轧辊印迹 距离 /mm 轧后样品标记 距离 /mm 差值 / mm 1.1 73.6 75.0 1.4 1.3 74.1 75.0 0.9 1.7 96.8 74.5 22.3 B2 19.1 μm, B3 13.7 μm, C1 31.0 μm, C2 20.3 μm, C3 18.0 μm.对比可见, 同等压下率条件下 B工艺 样品的平均晶粒尺寸最小, 且大小均匀 ;而 A、C工 艺退火样品中大、小晶粒的尺寸差异较大, 一些细小 的再结晶晶粒成片聚集, 这主要是孪晶分布不均匀 造成的.金属材料再结晶的驱动力是畸变能, 畸变 能高的区域能够在更低温度和更短时间内完成再结 晶, 而镁合金中孪晶聚集的区域是储存畸变能的主 要场所, 这些区域在退火过程中先发生再结晶, 并生 成大量细小晶粒, 这就造成了多孪晶区域晶粒细小 而其他区域晶粒粗大, 而且这种分布特征容易在随 后的晶粒正常长大过程中保持下来 .对于 B工艺样 品, 尤其是压下率大于 20%时, 大压下率和强烈的 剪切效应使畸变能随大量均匀分布的孪晶储存在 AZ31板内, 增加了再结晶核心数量和形核位置的均 匀程度, 因此退火后平均晶粒尺寸小, 且大 、小晶粒 间尺寸差异不大 . 2.3 退火晶粒尺寸 为了解晶粒尺寸受异步轧制工艺参数及退火制 度影响的规律, 采用截线法测量了不同轧制工艺、不 同退火制度下 225个样品的平均晶粒尺寸, 结果如 图 4 ～图 6所示.总体上, 晶粒尺寸随着退火温度的 升高和时间的延长有所增长, 随着压下率的增加而 显著降低.其中, 同等变形量和退火工艺下, 异速比 为 1.3时轧制样品晶粒尺寸最小.此外, 各图都显 示平均晶粒尺寸随着退火时间的延长表现出两个阶 段, 一个较快增长阶段和一个平缓阶段, 但转折点有 所不同 :异速比为 1.1时 (图 4), 10%、20%和 30% 三种压下条件下分界点都在 30 min;异速比为 1.3 时 (图 5), 转折点对应的退火时间随压下率的增加 而降低, 10%、20%和 30%压下率下分别为 30、 20 和 10min;异速比为 1.7时 (图 6), 转折点依然随压 下率增加有所降低, 但没有异速比为 1.3时明显, 压 下率 10% ～ 20%为 30 min, 30%时降至 20 min.可 见, 合理的异步轧制工艺除了能够有效细化晶粒之 外, 还能显著缩短轧件所需的退火时长, 起到缩短生 产流程 、节能降耗的作用. · 49·