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变形镁合金板材以其优异的综合性能而展现出广阔的应用前景,但由于受镁合金自身晶体结构的限制,普通轧制加工生产的镁合金板材存在室温成形性能较差等局限,在很大程度上制约了镁合金板材的推广应用和发展。针对这一现状,本研究以提高镁合金板材室温成形性能为根本目的,开展镁合金板材异步轧制与等径角轧制技术研究,并提出了等径角交叉轧制(ECACR)的新工艺。采用Deform3D有限元模拟和试验研究相结合的方法,并通过金相显微组织观察、X-Ray衍射分析、宏观织构测定、SEM和TEM分析以及室温拉伸试验等手段,较系统地研究了AZ31镁合金板材异步轧制和等径角轧制变形规律和组织性能特点,分析了轧制过程中板材内的温度场、应力场和应变场,阐明了轧制过程中板材显微组织、晶粒取向和力学性能的演变规律,研究结果表明：(1)异步轧制有限元模拟表明温度场、应力场和应变场沿厚度方向成不对称分布,慢速辊侧板材温度低于快速辊侧,等效应力、等效应变小于快速辊侧板材,剪切变形在异步轧制中的作用,小异速比优于大异速比。等径角轧制有限元模拟表明从模具入口处至转角处板材温度下降很明显,而在转角处温度升高,等效应力、等效应变在转角处也明显增大。(2)异步轧制能显著细化AZ31镁合金板材的晶粒,并使(0002)基面织构发生一定角度的偏转而减弱。随着道次变形量的增大,沿板厚方向的组织均匀性提高,但板材内形成倾转基面织构的能力减弱。当道次变形量为10%时,与普通轧制相比,抗拉强度由235MPa提高至278MPa,延伸率由17.6%增大至22.5%,屈强比由0.77减小至0.66,晶粒细化和基面织构减弱是异步轧制板材性能提高的根本原因。(3)随着等径角轧制道次的增加,板材中(0002)基面织构强度逐渐减弱,屈服强度和抗拉强度降低,延伸率增大而屈强比减小,其中8道次ECAR轧制板材的延伸率高达31%,屈强比仅为0.39,极大地提高了AZ31镁合金板材的室温成形性能。等径角交叉轧制后,c轴沿轧向(RD)和横向(TD)方向同时发生偏转,织构漫散度增大而对称性增强；ECACR板材沿RD和TD方向的延伸率分别为26.5%和27.6%,而屈强比分别为0.50和0.49,板材的平面各向异性明显减小。