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镁合金被公认为最有发展前途的绿色结构材料，在交通工具、3C电子产品、航空航天等领域得到了广泛地应用，镁合金薄板更是紧俏的产品。但是传统的生产工艺成品率低，售价高，制约了镁合金板带的大量运用。双辊铸轧具有短流程、低能耗及节省投资等优点，是镁合金板材生产最经济的方法。本课题针对镁合金发展的重大需求，开展了以铸轧为主导的镁合金板材制备工艺与理论研究。该课题先后得到国家973计划、支撑计划和辽宁省镁资源保护办的资助，目的是开发镁合金板材加工的新技术。 本文应用有限元分析软件ANSYS模拟铸轧速度、浇注温度对铸嘴及铸轧区内的镁熔体的温度场和流场的影响规律，结果表明随着铸轧速度的增加或浇注温度的提高，铸带表面及轧制出口端的温度显著升高，两相区略远离入口端，向出口端移动，完全凝固部分明显变短，侧封冷却所影响的区域越来越小。铸轧速度或浇注温度过低会使铸带承受较大的轧制力，出现裂纹，甚至发生“轧卡”事故，而铸轧速度或浇注温度过高则容易发生“跑汤”事故。 运用有限元分析软件ANSYS对不同铸轧速度、不同浇注温度下铸轧区内的应力场进行了模拟，结果表明铸轧区内热应力值较大的区域出现在两相区的开始和终结的位置及铸轧区的边部。尤其是边部，出现了最大值，极易导致裂纹的产生。镁合金铸轧的裂纹主要有局部横向裂纹及边部裂纹，通过提高侧封板的预热温度或浇注温度可以改善镁水流动的不均匀及温度分布不均匀，通过控制铸轧速度来控制镁水的凝固速度，尽量减小铸带变形，这些措施对消除或抑制局部横向裂纹与边裂是比较有效的。 合理设计并安装铸嘴与侧封板，并且在铸轧之前对其进行预热处理，以使铸嘴型腔内的温度均匀、镁合金熔体的流动性好，再加上浇注温度与铸轧速度这两个主要铸轧工艺参数之间的合理匹配，是保证镁合金铸轧工艺顺利实现的关键技术。AZ61镁合金铸轧工艺实验的结果表明，AZ61镁合金铸轧合理的工艺参数范围是:浇注温度为700℃-720℃，而铸轧速度为2.2m·min-1-3.0m·min-1。实验明确了一个重要原则—只有铸轧速度(V)与浇注温度(T)之间合理匹配时，才能使镁合金的铸轧工艺顺利实现，合理的工艺参数选择的原则是:V.T+500(3.0-V)=1975～2100。 研究了主要含有La，Ce成分的混合稀土对镁合金铸轧凝固组织的影响，当添加0.4％混合稀土元素时，铸轧镁合金凝固组织的晶粒开始细化;添加0.8％混合稀土元素时，细化效果达到最佳;当添加1.2％混合稀土元素时，晶粒开始粗化。X-ray衍射及SEM观察表明，A(l)4Ce和Mg12La对镁合金的细化效果起到了重要作用。 测定了铸轧镁合金板带在后续轧制过程中不同加工温度下的轧制变形极限;对轧制后的镁合金板带进行了室温力学性能测试及退火试验。结果表明，在室温条件下AZ61镁合金板的单道冷轧极限压下率低于10％，随着加工温度的增加，镁合金的单道极限轧制压下量逐渐增大，当轧制温度为400℃时其单道极限压下率可达85％。在350℃轧制时，镁合金的晶粒明显细化，晶粒平均尺寸达到10μm以下;在400℃轧制时，晶粒平均尺寸达到5μ m左右，而且很均匀;说明镁合金铸轧板的最佳的轧制加工温度为350℃～400℃。对热轧后的镁合金薄板进行退火，可以组织均匀、改善塑性。