本项目属于金属材料加工技术领域。 镁、钛及合金作为轻量化材料，在航天航空、汽车、高铁、3C产品以及军工等领域有应用越来越多需求的趋势。但由于是密排六方结构材料，室温塑性低，变形困难，采用现有成形工艺进行生产需要多火成形，还常常出现变形缺陷，由于废品率高，能耗大、生产效率低等一系列问题，使得镁、钛材产品价格极其昂贵，成为扩大应用领域的瓶颈。项目组在上海市重点项目支持下，研究了密排六方结构材料的塑性成形机理，提出梯度温度成形提高材料塑性的新机制，并在其冲压和轧制等主要成形工艺应用方面取得了重要突破，拓展了镁、钛等密排六方结构轻质材料的应用领域，并进一步推广应用到其他难成形金属种类材料。 项目研究了梯度温度塑性成形的微观组织和织构，首次发现材料动态再结晶临界温度与材料温度梯度、剪应变量之间的关系：在可控的温度梯度条件变形，可低于传统再结晶温度下激发材料动态再结晶，达到了晶粒细化、变形织构弱化的作用，由此可以提高密排六方结构材料室温塑性。 在此基础上开展了关键应用技术研究。设计了梯度温度控制系统，提出了在线测量轧机动态力与位移参数测试方法，研制了基于温度梯度的镁合金拉深成型曲柄压力机，获得0.15mm超薄AZ31镁合金拉深件，并且成形开裂现象大大减少。项目组进一步开发了非对称轧制技术，使镁合金板材轧制时的滑移面法线偏离压力方向，改善了轧制织构取向，有效弱化了镁合金材料基面织构强度，表现出良好的塑性变形能力，大大降低了镁合金材料轧制边裂现象，得到室温延伸率25%的AZ61镁合金轧制板材。项目组针对大规格圆锭钛材以轧代锻工艺出现的轧制不稳定、轧制板形和组织性能控制难、轧制鱼尾大等一系列问题，通过改变轧制规程、创新孔型设计，基于材料梯度温度导致对应区域高温塑性与变形抗力的差异，促使变形深入到板坯心部，消除心部缺陷，提高心部质量，同时减少或消除由于变形无法深入引起的双鼓形缺陷，甚至边部折叠，提高了成材率。宝钢对钛材采取以轧代锻成形生产，实现了控型控性，提高了钛板材组织性能和产品尺寸精度，大大提高了生产效率。该技术目前进一步推广到其他金属材料的成型加工，使产品生产成本大大下降。 本项目已获国家发明专利授权4项，专利受理6项，发表论文30多篇，出版著作1部。查新显示本项目研发技术具有创新性。项目成果在宝山钢铁股份有限公司、浙江天乐股份有限公司等企业得到应用和推广，并获得2012年浙江省科技技术厅省级新产品计划。据宝钢条钢事业部不完全统计，2011~2015年应用研究成果所节省生产成本直接经济效益达到1944万元。本项目研究成果具有减少能耗、保护环境的优点，为扩大镁合金、钛合金等轻量化材料应用范围提供了有力支撑。