退火温度对热轧5052/AZ31/5052镁铝复合板组织和性能的影响

　　镁合金是最轻的金属结构材料，具有比强度高、比刚度高、阻尼减震性能好和电磁屏蔽性能强、能承受较大的冲击振动负荷等特点，但是其耐腐蚀性差是限制其广泛应用的主要原因之一[1-4]。相比之下，铝合金通常具有很好的耐蚀性能和塑性成形性能，且表面可修复性、修饰性好[3]。因此，在镁合金表面覆盖一层耐腐蚀性好的铝合金形成叠层复合材料，则可以充分发挥二者的综合性能优势，有望进一步扩大它们的应用领域。目前，国内外展开对镁铝复合板的初步研究[5-7]，主要集中在复合板的制备和界面行为的研究，而关于后续热处理对镁铝复合板力学性能和镁合金基体组织影响的研究还未多见。因此，对镁铝复合板后续热处理展开研究具有重要的理论意义和工程意义。

　　热轧复合法是生产层状复合板材的主要方式之一，具有工艺简单、成本低、界面结合牢固及轧制力较小等优点[8]。然而，镁合金室温下塑性变形能力差，再加上轧制复合引起的加工硬化以及产生的残余应力，严重影响复合板的使用性能。为了消除轧制后产生的残余应力，提高塑性，有必要对轧制复合板进行退火处理。本试验对 5052/AZ31/5052 热轧镁铝复合板进行160℃～340℃ 范围内的退火处理，研究退火温度对复合界面结合区组织、镁合金基体组织以及镁铝复合板室温下力学性能的影响，确定最佳的退火处理工艺方法，为后续镁铝复合板成形性能及其冲压工艺的研究提供理论基础。

　　1 试验材料与方法

　　本研究所用的5052/AZ31/5052镁铝复合板是由厚度分别为0.5mm的5052铝合金板和2.5mm的AZ31镁合金板经轧制复合而成的，其中最终轧制厚度为1mm，其主要化学成分如表1所示。在复合板上截取若干10mm×10mm×1mm的小片供退火处理后作金相分析试样; 用线切割法加工标准拉伸试样如图1所示，试样长度方向与复合板轧制方向平行，供退火处理后测试力学性能。

　　本试验为消除金属轧制变形后的加工硬化及残余应力，使金属恢复塑性，以保证复合板的再加工性能。使用 SX2-12-14高温箱式加热炉将试样分别在160℃、200℃、250℃、275℃、340℃温度下退火60min，冷却方式为空冷。将经过退火处理的拉伸试样在DNS200电子万能试验机上进行拉伸试验，研究经退火之后镁铝复合板室温下的力学性能。采用牙托粉冷镶制作方法将10mm×10mm×1mm的小片试样镶样，磨制，然后用2%(质量分数)的草酸水溶液+2mL硝酸混成的侵蚀剂进行腐蚀，利用MDS金相显微镜进行金相分析。晶粒度的测定参照 GB/T4296-2004标准，采用截距法，分别计算轧制态原始试样和不同温度退火后的试样平均晶粒尺寸。