工業(yè)純鋁板材在步進(jìn)式連續(xù)擠軋變形中的變形行為及晶粒細(xì)化的研究.pdf

1、通過(guò)形變熱處理方法進(jìn)行晶粒細(xì)化是提高金屬材料性能的一種重要途徑，并在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，如傳統(tǒng)的軋制、鍛造、擠壓等塑性加工方法。隨著技術(shù)的發(fā)展，采用大塑性變形方法進(jìn)行晶粒細(xì)化已經(jīng)可使金屬的晶粒尺寸細(xì)化至亞微米級(jí)，產(chǎn)生了可以制備大塊致密材料、工藝簡(jiǎn)單、成本低廉的超細(xì)晶材料制備技術(shù)，并受到國(guó)內(nèi)外材料工作者的廣泛關(guān)注。然而，傳統(tǒng)的塑性加工方法的道次變形量及總變形量均有一定的局限，而用于制備超細(xì)晶的嚴(yán)重塑性變形方法雖然克服此限制，但變形金屬

2、的尺寸較小，使其工業(yè)應(yīng)用受到極大限制。為此，本文提出了一種新的大塑性變形方法——步進(jìn)式擠軋變形方法，并自主設(shè)計(jì)制造了實(shí)驗(yàn)裝置，研究了金屬板材在擠軋變形中的變形行為及微觀組織演化。
　　本文以厚度為3.000mm的1060工業(yè)純鋁板材為實(shí)驗(yàn)材料，進(jìn)行擠軋變形行為及晶粒細(xì)化的研究。通過(guò)有限元分析及擠軋變形得到了如下結(jié)果:對(duì)于所選用的材料及變形條件，當(dāng)步進(jìn)長(zhǎng)度為20mm，推進(jìn)速度為5.0mm/s時(shí)，擠軋變形過(guò)程可以順利進(jìn)行;在推進(jìn)速度一

3、定的條件下，當(dāng)軋輥角速度小于0.68 rpm（即角速度為1/14 rad/s）時(shí)，變形試樣的剪切變形速率與其和軋輥間的摩擦系數(shù)以及軋輥的轉(zhuǎn)速成比例，當(dāng)大于此值時(shí)，則僅與摩擦系數(shù)相關(guān)，而與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān);當(dāng)擠軋變形為4道次，退火溫度為200℃，退火時(shí)間為10min時(shí)，所獲得的晶粒最為細(xì)小均勻，其橫截面晶粒平均尺寸為9.04μm，縱截面晶粒平均尺寸為12.20μm;當(dāng)變形道次超過(guò)4道次時(shí)，樣品與軋輥摩擦所產(chǎn)生的熱量，影響了材料內(nèi)部晶粒的進(jìn)一步細(xì)化