蛇形热轧中轧制参数对7075铝合金厚板变形分布的影响

介绍了蛇形轧制的实现方式。运用数值模拟方法,在Deform 3D上分析单道次轧制过程中蛇形轧制和对称轧制7075铝合金厚板的流动速度及应力应变分布情况,分析异速比、上下轧辊错位量和压下量对蛇形轧制变形区内轧板等效应变和剪切应变的影响规律。结果表明：蛇形轧制中,由于下辊速度快,轧板下层金属流动比上层快,蛇形轧制中轧板下层等效变形大于上层,且随着异速比的增大,上下层金属变形差距增大;对称轧制中厚板心部的剪切应变几乎为0,蛇形轧制中由于有“搓轧区”的存在,厚板心部的剪切应变远大于对称轧制的,且随着异速比的增加和错位量的增加,轧板心部的剪切变形增大。这种附加的剪切变形有利于使变形向厚板心部渗透,从而改善厚板高向变形的不均匀性。     

龙形轧制工艺参数对铝合金厚板心部剪切变形的影响

介绍了龙形轧制方法,运用大变形热力耦合有限元法分析了龙形轧制和对称轧制铝合金厚板变形区内轧件的变形情况,比较了龙形轧制和对称轧制条件下轧板不同位置剪切应变的分布情况,并研究了上下轧辊错位量、异速比、摩擦系数和压下量对轧板心部剪切变形的影响。结果表明:对称轧制中厚板心部的剪切应变几乎为0;龙形轧制中由于有"搓轧区"存在,厚板心部的剪切应变远远大于对称轧制,且心部的剪切应变随着轧辊错位量、异速比、摩擦系数和压下量的增大而增大。为了获得较大的剪切应变同时保证较小的弯曲曲率,在龙形轧制中应合理选择这些工艺参数。     

AA7050铝合金板材异径异步轧制变形的有限元模拟

采用ABAQUS软件建立了AA7050铝合金板材异径异步轧制过程的有限元模型并进行了模拟,研究了不同辊径及压下率下该合金轧板的弯曲行为,并对比了异径异步轧制与对称轧制轧板的变形特征及轧辊受力情况。结果显示:异径异步轧制可以得到平直轧板,且能提高轧板的应变及其沿法向分布的均匀性,但并不是所有异速比下的异径异步轧制都能降低轧制力。     

异步轧制等效应变速率的计算模型

为确定异步等效应变速率的计算模型,从理论上推导了压缩应变速率计算公式,结合压缩应变速率与剪切应变速率之间的关系,最终确定了等效应变速率的计算公式。利用轧制退火试验和JMAK方程,对该公式在轧制试验中应用的合理性进行了验证,并探讨了异速比和压下率对轧制等效应变速率的影响。结果表明,该公式对同步和异步轧制等效应变速率计算都是合理的;压下率相同,异速比为某一值时等效应变速率存在最小值;异速比相同,压下率与等效应变速率呈正相关。     

铝合金板材异步轧制翘曲缺陷的有限元数值分析

利用非线性有限元数值模拟方法,对异步轧制过程中轧板金属流动的速度场、应变场、变形区内由摩擦引起的"搓轧区"现象及附加剪切变形区的受力进行研究,并分析这些因素对翘曲的影响规律。结果表明,由于轧板上下部分变形速度不同,在稳定轧制阶段始终存在速度差,导致轧向和法向的变形不对称,并引起轧板厚向上不同部位产生应变差,最终导致翘曲。另外,由于"搓轧区"上下两部分所受轧辊摩擦力方向相反,由此产生的正弯矩和贯穿轧板厚向的附加剪切变形,也是引起翘曲的重要因素。     

铝合金板材异步轧制翘曲缺陷的有限元数值分析

利用非线性有限元数值模拟方法,对异步轧制过程中轧板金属流动的速度场、应变场、变形区内由摩擦引起的"搓轧区"现象及附加剪切变形区的受力进行研究,并分析这些因素对翘曲的影响规律。结果表明,由于轧板上下部分变形速度不同,在稳定轧制阶段始终存在速度差,导致轧向和法向的变形不对称,并引起轧板厚向上不同部位产生应变差,最终导致翘曲。另外,由于"搓轧区"上下两部分所受轧辊摩擦力方向相反,由此产生的正弯矩和贯穿轧板厚向的附加剪切变形,也是引起翘曲的重要因素。     

异步轧制铝合金再结晶组织的Monte Carlo模拟

异步轧制会使材料产生一个额外的剪切变形,这个变形大小与异速比直接相关,由剪切角表征。通过剪切应变的两种不同表达式,得到了剪切角的函数关系,并计算出不同异速比下的剪切角。利用Monte Carlo方法模拟出了不同剪切角下的初始组织和整个再结晶的演变过程。最后得到了异步轧制对1060铝合金再结晶的影响,模拟结果和实验相符从而验证了模拟的准确性。     

异速比对龙形轧制7075铝厚板变形的影响研究

针对异速比对龙形轧制7075铝合金50 mm厚板变形程度的影响进行了实验研究,在单道次压下10 mm、轧辊错位量4 mm的条件下,采用异速比1.00、1.06、1.10和1.16进行了龙形轧制实验,分析了异速比对轧板厚度、板厚方向分层晶粒组织和显微硬度的影响。结果表明,异速比对轧板厚度没有明显影响,不同异速比对轧板晶粒组织的影响也不明显;异速比为1.06和1.10时,轧板心部显微硬度高于异速比1.00的轧板,体现了异速比强化心部变形的作用;当异速比达到1.16时,轧板两个边面附近显微硬度明显降低,具体原因还有待进一步实验研究探索。     

铜/铝/铜复合板异步轧制变形行为有限元分析

采用ANSYS/LS-DYNA软件建立了铜/铝/铜复合板异步轧制成形弹塑性有限元模型,将有限元模型仿真结果同实际轧制实验结果进行对比,证明有限元模型的准确性。通过对异步轧制变形区进行分析和研究发现,在相同条件下,与同步轧制相比,异步轧制可以有效地减小轧制正应力,并增大后滑区摩擦应力;异步轧制搓轧区可以促进复合板结合界面的金属流动,在其他轧制条件相同的情况下,压下率越大,搓轧区越小,异步速比越大,搓轧区越大;靠近快速辊一侧结合界面铜板的等效应变要大于靠近慢速辊一侧结合界面铜板的等效应变,中间铝板的等效应变大于两侧铜板。随着异步速比的增大,复合板结合界面上两种金属的等效应变的差距逐渐缩小,变形将会更加协调,有利于增强复合板的结合强度。整体研究对铜铝复合板制备工艺的优化提供了理论依据。     

异速异步轧制翼缘板钢晶粒的变化特征

采用异速异步轧制技术,对翼缘板钢分别进行累计九道次冷轧,用光学显微镜、电子扫描显微镜观察轧件的显微组织。结果表明:在相同的压下量下,随着异速比增大,晶粒长度和高度的比值也增大,用晶粒长高比值可以在一定程度上反映异步轧制对轧件所受附加剪切变形影响关系。对冷轧后的轧件进行了拉伸和退火实验,结果表明:随着异速比增大,抗拉强度增加,晶粒平均直径变小,异步轧制与同步轧制相比应变储能更高,可以产生更多的位错和亚晶。     

多相V-Ti-Ni氢分离合金异步轧制组织与性能

研究了铸态和热处理态多相V₆₀Ti₂₀Ni₂₀氢分离合金的异步轧制性能,异速比对合金显微组织、硬度和织构系数的影响。研究表明,异步轧制工艺提升合金轧制性能的效果高于热处理工艺提升的效果。热处理加异步轧制能够有效大幅提升合金的轧制成形性能。合金异步轧制性能随着异速比增加而增加,合金的硬度几乎不随轧制异速比的变化而变化。高的轧制压下量下,合金呈现出明显流变特征,V基固溶体(Vss)和NiTi 相变形量大,沿轧制方向变形伸长,成层状组织。随着合金轧制异速比增加,合金显微组织沿厚度方向逐渐出现低程度的不均匀变形,中心位置变形程度高于同步轧制。异步轧制沿厚度方向引入的剪切变形能在一定程度上弱化合金的轧制织构。     

龙形轧制铝厚板弯曲程度和变形渗透性研究

本文研究了不同异速比及均热温度对7075铝合金板材龙形轧制的影响,并对轧后样品进行弯曲程度和分层硬度分析。结果表明：当均热温度为480℃时,轧板出现明显开裂;当均热温度为440℃时,轧板轧后弯曲程度y/x值略高于均热温度280℃的轧板。异速比的变化对轧板弯曲程度影响较大,当异速比逐渐增大至1.16时,轧板弯曲程度达到最大;之后随异速比增大,轧板弯曲程度保持平稳或略有下降。龙形轧制的轧板存在明显的硬度分层,但受异速比的变化影响并不明显。     

异步热轧铝合金厚板的剪切变形和板形控制

异步轧制技术作为一种制备高性能超细晶材料的剧烈塑性变形方法主要应用于箔材和带材的生产。通过调整轧机上下辊的辊径实现异步轧制,采用该技术制备5182铝合金热轧厚板,并研究剪切变形和板形控制。结果表明：异步轧制对金属塑性流动具有重要影响,并在一定程度上细化微观组织,提高组织、性能的均匀性,异步轧制也可以降低轧制力。在异步轧制过程中经常出现轧板弯曲现象,同时探讨了影响轧板弯曲的因素。     

不同异速比异步轧制7050铝合金的组织演变及力学性能（英文）

对7050铝合金铸锭进行了异速比为1.0、1.2和2.0的异步轧制实验,分析了轧制态及热处理后板材的组织及力学性能。结果表明,异步轧制板材心部变形程度远高于同步轧制板材,剧烈变形导致板材中产生变形带且随着异速比增加剪切带的密度显著增加;经热处理后,异步轧制板材晶粒尺寸比同步轧制减少约30%且分布更加均匀。另外,与小异速比轧制板材相比,大异速比轧制板材经固溶得到均匀细小组织所需的时间显著缩短。力学性能结果表明,异步轧制板材性能得到显著改善,经异速比为1.2异步轧制后的板材其T6态(475℃×1 h+120℃×24 h)强度性能最高(抗拉强度:615 MPa,屈服强度:537 MPa),同时具有优良的塑性(伸长率:15.8%),这主要是由于晶粒细化和均匀组织所致。     

异步轧制宽展行为的数值模拟研究

基于软件MSC.Marc建立了高锰无磁钢在不同变形参数下异步轧制过程的三维有限元模型。利用该模型对异步轧制过程进行了数值模拟,分析了异速比、压下量和初轧温度对轧件平均宽展的影响规律。结果表明:轧件平均宽展随着压下量的增大和初轧温度的升高而增大;随着轧制异速比的增大,平均宽展先减小后增大。在压下量为20%、30%、40%时,平均宽展最小值对应的异速比为1.2,但当压下量增大至50%时,平均宽展最小值偏移到异速比为1.3处。基于以上分析结果,将异速比、压下量和初轧温度对宽展的影响规律引入芝原宽展公式,并对其进行了修正,使用修正后的公式进行了计算,计算结果与模拟结果相关性较好。     

蛇形轧制复合成形镁/铝板材的弯曲曲率研究

针对镁/铝板材轧制复合在轧后容易出现弯曲问题，提出了蛇形轧制复合工艺，以达到降低轧后弯曲曲率并提高界面结合强度的目的。利用ANSYS LS-DYNA有限元软件，研究了蛇形轧制复合过程中不同错位量、异速比、压下量、层厚比及轧制温度对轧后复合板的弯曲曲率的影响规律，并开展轧制复合实验，验证了有限元计算结果的准确性。结果表明，与异步轧制相比，蛇形轧制可有效降低轧后复合板弯曲曲率。相同轧制条件下，异步轧制轧后弯曲曲率随着异速比的增大而增大，随着压下量及层厚比的增大而减小。蛇形轧制错位量可对轧后弯曲抑制产生明显的效果，在一定范围内，复合板的弯曲曲率随错位量的增大而减小。当初始板厚为50 mm、层厚比为2:3、压下量为30 mm、轧制温度为400℃、异速比为1.05和错位量为30 mm时，轧后复合板接近平直。     

异步轧制铜/铝复合板界面结合强度研究

对不同异步速比条件下铜/铝复合板界面结合强度和剥离形貌进行了研究,分析了轧制变形区界面正应力、剪切应力以及等效应变对复合板结合强度的影响机制。结果表明:随异步速比的增加,铜/铝复合板界面的剥离强度先增大后减小,且在异步速比为1. 15时达到最大值34. 2 N·mm-1。从剥离形貌来看,异步速比为1. 15时复合板剥离界面上黏着的铝脊数量和面积达到最大,且异步速比大于1. 15时,剥离面黏着的铝屑明显增加。模拟结果分析发现:随着异步速比的增加,界面处的等效应变和剪切应力均逐渐增大,可有效促进金属间的结合效果。当异步速比大于1. 15时,轧制变形区出口侧的剪切应力急剧上升,对结合界面造成一定的破坏作用,因此复合板的剥离强度随异步速比的增加,呈先上升后迅速下降的变化趋势。     

基于流函数法的铝合金板材异步轧制应变计算数学模型

作为一种剧烈塑性变形技术，异步轧制是提高铝合金板材变形均匀性的重要方式。但由于异步轧制中存在多变量、强耦合、非线性等特点，其厚度方向变形机制难以精准解析。为深入研究异步轧制厚度方向变形情况，建立了一种板材异步轧制沿厚度方向应变计算模型。根据轧制过程的运动学特点，变形区被分为刚性-塑性-刚性区。在此基础上对变形区边界条件进行了修正，并采用流函数法建立近真实的运动学容许速度场。根据最小能原理和线性化积分手段建立了轧制功率消耗模型，解决了计算过程中的多参量非线性耦合问题，实现了变形区边界模型的快速计算。结合速度分量与应变速率分量，最终建立了异步轧制轧后应变计算模型。为了验证理论模型的准确性进行了数值模拟与异步轧制试验。与试验结果进行对比，计算结果最大误差为13.44%，最小误差为1.33%，整体计算耗时缩减到1 s以下。模型的建立可为异步轧制板材质量调控与预测提供重要理论参考。     

异步轧制铸轧板组织织构演变研究

采用了XRD织构衍射法对异步轧制后的1235铸轧铝合金板材织构进行了检测,研究了异步轧制中的异速比对1235铝合金铸轧板材厚度织构均匀性的影响。结果表明:铸轧坯料织构在厚度很不均匀,其表层以旋转立方织构为主,中心层以Cu、S和Bs织构的β取向线为主;异步轧制能有效降低1235铝合金铸轧板材厚度织构的不均匀性,即:表层和中心层都以β取向线织构为主,其中异速比为1.2时的效果最好。     

深冷异步轧制及退火处理对CrCoNi中熵合金微观结构演变和力学性能影响

采用1.0、1.2、1.4和1.6的轧制异速比对高温退火CrCoNi中熵合金进行室温和深冷异步轧制,并对轧后的材料在873、973和1073 K退火处理0.5h.采用透射电子显微镜对轧制态样品进行微观表征,发现轧制态合金晶粒尺寸随着异速比增加而减小,且存在明显的孪晶.室温异步轧制实验显示,轧制后轧制态和退火态合金的抗拉...