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    2、异步轧制
    异步轧制是一种上下辊速不同的轧制,上下工作辊表面线速度不等可以降低轧制力;因此又称差速轧制[7]。
    异步轧制优点很多。采用异步轧制可以大大地降低轧制力,所以设备重量轻,能耗低,轧机变形小,产品精度高;减少了轧辊的磨损和中间退火,降低了生产费用;轧制道次少,生产率高;轧机可轧厚度大,异步轧制不但适用于冷轧板带,并且可以用于热轧板等,是一项很有发展前途的生产工艺[8]。
    表1-2 AZ31镁合金性能
    性能    熔点/℃    密度/cm    弹性模数/GPa    热膨胀系数/(μm/m℃)    强度重量比/(N•m/kg)    比热/(J/kg•℃)    热传导性/(W/m•k)
    AZ31镁合金    650    1.77    45.0    26.0    200    101    96.0
    镁合金的带材及板材一般采用轧制成形的方法生产。轧制过程可以细化晶粒,改善镁合金组织,显著提高镁合金的力学性能。本次试验我们试样是板材,因此我们采取异步轧制来轧制镁合金板材,可以节省成本,降低轧制时所需求的应力。并且轧制时可以改变轧制参数来达到改善轧件塑性的目的。
    1.1.3 镁合金的常规轧制方式
    镁是密排751方晶体结构,较强的形变各向异性,使得变形镁合金在室温下的塑性变形和延展性能力很差,在常温下只有基面{0001}三个滑移系可以发生变形[9,10]。热轧、温轧和冷轧是根据轧制温度的不同分的。在高于再结晶温度的温度进行轧制时称为热轧。热轧是轧制镁合金板材最常见的方法,热轧过程中会发生动态再结晶,细化组织,得到的板材孪晶较少,综合力学性能较好[11]。
    研究表明[12],塑性变形过程中基面滑移、锥面滑移共同造成热轧过程中镁合金将形成强(0002)基面织构,织构将逐渐增强的原因是随着轧制道次的增多和板材厚度的减薄。而采用大应变可以降低织构强度,退火也对织构有一定的弱化作用。
    温度高于冷轧温度而又低于再结晶温度下进行的轧制是温轧。温轧的目的是在一定的温度下采用较大的变形量,从而得到比热轧后抗拉强度高,厚度小的板材。AZ31B镁合金典型的温轧工艺为:温轧温度不大于260℃,温轧变形量为25%~30%。汪凌云等[13]研究了AZ31B镁合金温轧后板材显微组织以及力学性能,温轧能在一定范围内提高材料的塑性,降低加工硬化。
    虽然目前镁合金板材几乎都是采用热轧板与温轧板,但是仍存在着一些不足:温度过高不利于控制板形和表面粗糙度以及板材的尺寸,力学性能较低;在中高温下,镁合金的强度低,轧制厚度小于1.0mm的薄板时容易出现起波浪、起皱、撕裂等。应用冷轧工艺可以有效克服上述不足,提高镁合金板材的最终组织性能和尺寸精度。
    个人认为通常来说在高温下,镁合金具有较高的塑性,但是镁合金冷轧较困难,一般道次变形率只有10%~15%,变形率再高会发生严重的边裂,甚至无法轧制,生产镁合金板材时,通常要进行3次或更多次的反复加热与轧制。一般厚板可在热轧机上直接生产,而薄板一般采用冷轧和温轧两种方式生产。
    AZ31镁合金最主要的织构的变化对材料性能的影响,而织构在轧制过程中能过适当的控制,通过减少轧制道次和退火能对织构对镁合金的影响加以遏制,减少织构。
    而轧制温度过低时,高的应力集中可导致孪晶形核和切变断裂;轧制温度过高时,晶粒容易长大而使板材热脆倾向增大。Hosokawa等[14]对轧制AZ31镁合金的研究表明,轧制温度在225~400℃范围内时,轧制压下量可达85.7%以上而不出现裂纹;轧制温度在200℃以下时,成形性能则较差,易出现裂纹。最近研究表明,在较低的轧制应变速率下(0.01s-1),AZ31镁合金的轧制温度在180~260℃之间较合适;轧制温度为340℃时,动态再结晶晶粒已长大,成形性能变差[15]。
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