轧制弯曲组合变形对金属材料组织性能的影响

发布时间：2017-12-29 07:10

  本文关键词：轧制弯曲组合变形对金属材料组织性能的影响　出处：《上海应用技术大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：近些年来,随着国际经济和现代工业的快速发展,人类社会对金属的需求量也变得越来越大。社会对金属总量需求不断增加的同时,一些高性能金属或者合金更是备受亲睐。尤其是那些合金资源消耗少,综合性能优越的材料,更是受到了广泛追捧和强烈追求。无数研究表明,金属的显微组织对金属材料性能有着非常重要的影响。同样的材料,经过不同的加工处理后,内部显微组织发生变化后,其力学性能可能会天壤之别。因此,为了获得优异的性能,无数的学者做了很多研究。金属材料晶粒细化是提高金属力学性能和使用性能的一种非常有效手段。剧烈塑性变形(Severe Plastic Deformation, SPD)是近年来兴起的制造超细晶材料非常有效的方法,受到了业界的广泛关注。尽管传统的加工方法如锻造,轧制,挤压也可以有效的细化晶粒,但是仍难以满足快速发展的社会的需求。尤其是对一些高质量,高性能的金属材料的需求。本文参考目前国内外大塑性变形制备超细晶粒材料的现状,重点介绍了轧制变形和连续反复弯曲变形(Continuous Cycling Bending, CCB)相结合的工艺对金属组织性能的影响。以较高层错能的IF钢以及较低层错能的H85黄铜为研究对象进行实验分析,通过有限元软件MARC模拟弯曲变形,计算不同曲率半径与板厚之比(r/h,简称：径厚比)对金属试样材料内部累积应变的影响。同时通过对实验材料金相组织的分析和对其显微硬度测定,进一步确定其内部晶粒尺寸的变化规律。并分析了其存在的优缺点,以及应用前景。试样在冷轧变形后,晶粒在轧制方向被拉长,当轧制变形量较大时,出现了带状显微结构。当压下量小于30%时,试样晶粒的变形还不是非常均匀,只有部分的晶粒发生了变形。随着冷轧变形量的逐渐增加,组织的取向也愈加明显。晶粒变形的数量也随之增加。当轧制压下量达到50%时,可以看到晶粒明显被压扁。当轧制压下量达到70%时,可以看出,试样中的纤维状组织明显变细,试样晶粒的晶界变得模糊,难以被识别。当冷轧压下量达到80%以上时,鱼骨状的晶粒内组织变成了平行于轧制方向的带状组织。随着冷轧压下量的不断增加,试样晶粒被拉长细化的程度也不断增加,剪切带的数量不断地加少,原始试样晶粒被碎化。金属板材经过反复塑性弯曲变形后,其内部累积应变量大小沿厚度分布随离中性层距离增加而增大、晶粒尺寸则随之变小、金属的显微硬度随之增加。而且随着径厚比(r/h)减小,其累积应变量效应越显著。由于中性层的位移致使应变可以渗透到整个板材中间,使得中间部位也存在一定量的塑性变形。在轧制压下量50%以后进行弯曲变形,可以进一步有效提高金属板材试样的应变量。可以使得金属板材表面晶粒细化几微米,硬度提高到原来的250%。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：上海应用技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG306

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本文编号：1349259