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

1、通過形變熱處理方法進行晶粒細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行晶粒細化已經(jīng)可使金屬的晶粒尺寸細化至亞微米級，產(chǎn)生了可以制備大塊致密材料、工藝簡單、成本低廉的超細晶材料制備技術(shù)，并受到國內(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，而用于制備超細晶的嚴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——步進式擠軋變形方法，并自主設計制造了實驗裝置，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)純鋁板材為實驗材料，進行擠軋變形行為及晶粒細化的研究。通過有限元分析及擠軋變形得到了如下結(jié)果:對于所選用的材料及變形條件，當步進長度為20mm，推進速度為5.0mm/s時，擠軋變形過程可以順利進行;在推進速度一

3、定的條件下，當軋輥角速度小于0.68 rpm（即角速度為1/14 rad/s）時，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，當大于此值時，則僅與摩擦系數(shù)相關(guān)，而與轉(zhuǎn)速無關(guān);當擠軋變形為4道次，退火溫度為200℃，退火時間為10min時，所獲得的晶粒最為細小均勻，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;當變形道次超過4道次時，樣品與軋輥摩擦所產(chǎn)生的熱量，影響了材料內(nèi)部晶粒的進一步細化