导读：本研究采纳人工水冷的累积挤压联合(AEB)工艺乐成地制备了AZ31B镁合金薄片，对其构造和力学性能举行了体系的研究。效果评释，加工温度对挤压历程中构造的演化有紧张影响。采纳人工冷却的要领低落了挤压模晶粒的生长速率，使得晶粒从11μm细化到2.5μm。在150℃人工冷却条件下加工的试样微观构造中也显现结果部高位错密度地区，并随着加工温度的升高而低落。因为晶粒细化，试样的强度和延性明显进步（YS为186 MPa和145 MPa，UTS为391 MPa和336 MPa，FE为31.5%和24.5%）。随后，通过差别温度的退火处置惩罚来消除高位错密度。200 ℃退火后的试样YS为179 MPa, UTS为390 MPa, FE为33.0%。

具有超细晶粒(UFG)构造的镁合金体现出了高强度和延展性的精良联合。到现在为止，严峻塑性变形(SPD)加工一向被称为制造UFG质料最紧张的要领，包罗高压旋转(HPT)、轮回挤压压缩(CEC)、多向铸造(MDF)、束缚槽压（CGP）、等通道角挤压(ECAP)、累计轧制(ARB)等等。然而，大部门的SPD技能仍处于试验室范围，不得当产业生产。此中，ARB工艺已被证明是产业范围上最有前程的一连生产大块UFG镁板的SPD技能。而镁合金板材的成形性较差，通常采纳凌驾300℃的高温来防备轧制历程中边沿开裂的产生。较高的加工温度普通会导致晶粒长大，使ARB工艺的晶粒细化成效削弱，限定了其遍及应用。

之前的研究提出了一种新的累积挤压毗连(AEB)技能。因为AZ31B合金薄板在挤压孕育发生静水应力作用下具有精良的塑性变形本领，是以可以在较低的温度下加工而不会孕育发生边沿开裂。在微观布局演化历程中，基体晶粒完全变化为动态再结晶晶粒，均匀尺寸为1.4μm。而因为塑性变形和摩擦引起的放热，使得在模具出口周边的现实温度高于初始设定温度，导致板材从挤压模退出后晶粒显着增添到4.5μm。这在很大水平上按捺了AEB工艺对晶粒细化的影响。为了充实使用AEB工艺，进一步的事情重要会合在减缓挤压模外晶粒的生长。

为此，太原科技大学韩廷状等人团结重庆大学、太道理工大学对AEB工艺举行了人工水冷却，以低落挤出模晶粒的生长速率，体系地研究了其微观构造演化和力学性能。采纳人工冷却的要领低落了挤压模晶粒的生长速率，使得晶粒从11μm细化到2.5μm。通过差别温度的退火处置惩罚来消除高位错密度。200 ℃退火后的试样YS为179 MPa, UTS为390 MPa, FE为33.0%。相干研究结果以题“Improved strength and ductility of AZ31BMg alloy sheets processed by accumulated extrusion bonding with artificial cooling”颁发在镁合金顶刊Journal of Magnesium and Alloys上

论文链接：

http://doi.org/10.1016/j.jma.2020.06.022

加工温度对构造演化有很大影响。在150℃和200℃处置惩罚的样品中，在初始阶段可得到{10-12}孪晶界限。通过CDRX工艺，孪晶后的显微构造不停进展，形成了倾斜的双峰基体织构。而对付250℃的试样，在挤压早期险些没有观看到孪晶，并发觉了新的微小的干化晶粒。当薄片从挤压模中退出后，晶粒长大，晶粒尺寸随着挤压温度的增添而增大。

图1 (a) EBSD图和(b)(0002)吸收板的顶点图

图2人工冷却AEB工艺道理图

图3断续挤压样品的微观布局观察位置沿本文的思绪举行

图4在150℃的AEB中，差别位置的显微构造:(a) - (f)从1mm到25mm，在锥模和尺寸带放大图像

图5 (a) - (f) 200℃下AEB时期1mm ~ 25mm差别位置的微观布局

图6 200℃停止样品的KAM图(a) 1 mm， (b) 5 mm， (C) 9 mm， (d) 11.5 mm， (e) 15 mm和(f) 25 mm

为了低落挤压模外晶粒的生长速率，在挤压历程中举行了人工冷却。是以，150℃处置惩罚后的样品颗粒可以进一步细化到2.5μm；渣滓应变不完全开释，重要漫衍在较细的晶粒中;随着挤压温度的升高，其内部渣滓应变渐渐减小。采纳人工冷却工艺，可进步力学性能。因为进一步细化晶粒，AC-150℃试样的屈服强度进步到186 MPa，且与未颠末人工冷却试样的延性根本同等。

图7 (a) - (f) 250℃下AEB时期1mm ~ 25mm差别位置的微观布局

图8 (a) 150℃、(b) 200℃和(C) 250℃样品的EBSD图和(0002)顶点图

图9 (a) AC-150℃、(b) AC-200℃和(C) AC-250℃AEBed样品的光学显微布局、KAM图和(0002)顶点图

AEBed试样的力学性能得到了显着的进步。与收到的样品相比，YS、UTS和FE分别从145 MPa、336 MPa和24.5%明显进步到178 MPa、391 MPa和31.5%。强度的进步重要是晶粒细化的效果，而塑性的进步是由晶粒细化和织构演化的综互助用引起的。

图10各试样的真实应力-应变曲线

图11 EBSD图、KAM图以及(a) 200℃-1 h、(b) 250℃-1 h和(C) 300℃-1 h的(0002)顶点图

对AC-150℃试样举行退火处置惩罚，研究局部高位错密度对力学性能的影响。200℃退火后，试样的位错密度低落，综协力学性能最佳，YS为179 MPa，UTS为390 MPa，FE为33.0%。

图12 (a)各试样的真实应力-应变曲线;(b)相应的力学性能