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镁合金是最轻的结构金属材料,具有低密度、高的比强度和比刚度,高阻尼、电磁屏蔽良好及机械加工方便等优点,被誉为21世纪最具发展潜力的金属材料,大量应用于航空航天、汽车、电子和军工等领域。镁合金板材的性能直接影响镁合金冲压产品的成形性和精度,优质的板材是成形合格冲压产品的前提。本文首先采用正交实验方法优化交叉轧制工艺,分析对比了最优工艺的交叉轧制与单向轧制板材的优越性;其次通过杯突实验检验了两种轧制方式轧制板材的深冲性能,得出交叉轧制具有良好的成形性;最后对最优工艺交叉轧制板材试样在不同温度压缩和拉伸不同变形量下微观机理进行了EBSD分析。具体研究成果如下:(1)交叉轧制工艺参数的优化主要采用四因素三水平正交实验法。实验结果得出交叉轧制最佳工艺参数为:轧制温度为350℃,轧辊转速为20 r/min,单道次压下量为0.6mm,总压下量为60%。轧得AZ31镁合金板材的晶粒平均尺寸为6.25μm,约为原始挤压板材晶粒尺寸1/8,约为单向轧制板材晶粒尺寸的1/6,(0002)基面织构强度由单向的62.64降至47.58,板材各项异性得到显著改善,强度和塑性也得到提高。(2)在同种工艺条件下交叉轧制板材沿挤压方向和横向所受拉应力和压应力在板材旋转90°的过程中相互转化,使得轧制板材发生动态再结晶细化晶粒尺寸;轧制制得板材在170℃下杯突成型性能最好,杯突值最大达到2.14mm,温度过低不利于板材塑性成形,过高发生部分动态再结晶使得晶粒大小不均匀,不利于冲压成形;交叉轧制制得板材比单向轧制制得板材的冲压性能要好。(3)在压缩过程中,压缩方向垂直于晶粒c轴,主要以拉伸孪晶为主,几乎没有压缩孪晶的产生。压缩试样的塑性变形主要以孪生为主,滑移为辅。大部分晶粒主要以完全孪生为主,并伴随晶粒的长大、缩小或消失;极图与反极图的变化过程都是由原始的(0002)典型基面织构开始向压缩方向变化,随着温度的升高,试样变形过程中能量的积累,滑移慢慢开始启动,在温度为230℃时产生拉伸孪晶的量相比100℃和170℃明显减少。(4)在拉伸过程中,拉伸方向垂直于晶粒c轴,孪晶的产生主要以压缩孪晶为主,同时伴随有拉伸孪晶的产生。但拉伸孪晶的产生过程主要是在拉伸试样卸载的过程中产生,因为卸载时拉伸方向平行于晶粒c轴。拉伸试样的塑性变形主要以滑移为主,孪生为辅。除此之外,只是少数晶粒发生了孪生现象。极图与反极图的变化仍主要保持原始的(0002)典型基面织构,因为压缩孪晶只有在温度较高时才能发生。(5)在压缩和拉伸过程中,三个温度条件的晶粒旋转轴与取向差角的分布主要符合86.3°/<-12-10>拉伸孪晶的取向分布和56.2°/<12-10>压缩孪晶的取向分布,但拉伸孪晶的产生主要在拉伸试样卸载过程中。旋转轴在50°~60°和80°~90°之间分别主要分布在(01-10)和(-12-10)附近,20°~40°之间主要呈弥散分布。