Cu/Al层厚比对波纹辊轧制Cu/Al复合板变形行为和结合性能的影响

本工作通过抗剪切强度测试、剪切断面显微观察和有限元仿真等手段对不同Cu/Al层厚比下波纹辊轧制（CRB）Cu/Al复合板的金属的变形行为和界面结合性能进行了研究。结果发现，CRB过程中界面处形成了局部强正应力和多个“搓轧区”，促进了复合板的塑性变形和界面结合。增大Cu/Al层厚比可提升Cu层的变形率和波谷界面处的正应力，有利于降低Cu/Al复合板的翘曲程度，并增强界面的整体结合性能。当层厚比从2:10增加到2:4时，界面抗剪切强度从40.39MPa上升到47.24 MPa，但界面抗剪切强度的波动逐渐增大。     

基于Kiss点位置的双辊薄带铸轧熔池界面换热模型

针对双辊薄带铸轧工艺熔池界面换热规律问题,基于铸轧浇铸工艺的特点以Kiss点为界将熔池接触区分为软接触区和刚性接触区两部分,建立新的界面换热模型;通过6061铝合金界面换热实验,以及Procast软件的反向求解模块Inverse推导得出铸轧界面换热系数和热流密度随时间的变化规律,并利用铸轧实验验证了模型的精确度。结果表明,熔池区界面换热分布规律与铸轧速度、浇铸温度、Kiss点位置、材料的热物性参数及辊面粗糙度等因素均有关。     

电磁场对双辊铸轧7075铝合金微观形貌的影响（英文）

利用电磁场的影响,生产铸轧合金板材,主要通过光学显微镜对7075合金的微观形貌和晶体尺寸进行研究。结果表明,同传统铸轧板材方式相比,670℃下交变振荡电磁场铸轧7075板材的枝晶严重被破坏,拉伸,细化和等轴化。同时,在静磁场条件下的铸板微观组织一定程度上细化和被拉伸,实验条件为励磁电流100 A。中心偏析带在直流磁场和交变振荡磁场条件下明显减轻,然而后者的影响效果更为突出。在表面和横截面处,7075板材硬度依次随着传统铸轧、静磁场铸轧和交变振荡磁场铸轧顺序增加。随着电磁强度增加,板材的强度和性能得到进一步改善。无论板材何处,升高温度都会使电磁场作用效果提高。     

衬板轧制铝/镁/铝复合板的波纹界面结构及形成机理（英文）

提出一种采用衬板轧制进行AA1060铝/AZ31B镁/AA1060铝复合板的制备方法。结果表明：传统轧制铝/镁/铝复合板截面轮廓较为平直,而衬板轧制由于衬板可将剪切力部分转化为压应力,从而改变复合板板受力状态,在铝/镁界面连接处形成差速流动,故而界面轮廓呈现波浪状特征,层间实现互锁连接。界面连接强度为64 MPa,是传统轧制复合板的4倍。力学性能测试表明：衬板轧制复合板的抗拉强度可达210 MPa,比传统轧制法提高12.3%。综上可知,衬板轧制法为高性能铝/镁/铝异质复合板成形制造提供一种新思路。     

双辊铸轧过程铝带坯/辊套温度场数值模拟

利用铝双辊铸轧过程传热数学模型,对铝带坯/辊套温度场进行数值模拟,分析了辊套材料、浇注温度等工艺因素对双辊铸轧过程铝带坯/辊套温度场的影响.     

热轧钢／铝复合板结合强度及界面的研究

采用弯曲实验、金相和扫描电子显微镜,研究了轧制预热温度、变形量和轧后退火制度对热轧钢/铝复合板的结合强度和界面的影响。结果表明:预热温度低于400℃时,弯曲次数随预热温度的升高而增加,之后又逐渐减少,预热温度在400℃时的结合界面好且结合强度最大;轧制压下量越大,弯曲次数越大,结合界面和结合强度越好,当压下量为20%～30%时,弯曲次数随压下量的增加比较缓慢,当压下量>30%时,弯曲次数随压下量的增加而快速增加;经600℃×1h退火时,热轧钢/铝复合板的弯曲次数可达11次,结合界面更好,强度更高。     

铝钢复合带材双辊铸轧工艺研究

采用双辊铸轧工艺制备出厚度为2 mm的纯铝和奥氏体钢复合带材。采用电子探针对制备带材结合层进行测量,得到其结合层厚度为2μm。为了验证采用双辊铸造技术制备层压复合板的成形性,对制备得到的样件进行了压下量为66%的冷轧。同时,在300℃下进行了不同压下量热轧实验,并对轧制后的材料力学性能、微观结构和表面质量进行分析。结果表明,采用双辊铸轧工艺及相应的后处理可以制备得到力学性能和成形性能令人满意的双金属复合带材。     

Cu/Mo/Cu轧制复合界面的结合特性

采用轧制方法制备Cu/Mo/Cu复合材料,利用金相显微镜、扫描电镜和电子拉伸机等研究Cu/Mo/Cu复合材料的界面结构、断裂特点和工艺参数对结合强度的影响。结果表明:轧制前经(750℃,8 min)热处理,道次变形量为55%,复合材料的界面结合紧密,最大剪切强度为77 MPa;钼层金属显微组织呈扁平纤维状,组织较为均匀,铜层金属的晶粒呈等轴状,由界面至表面晶粒逐渐增大,且分布很不均匀;复合机制为典型的裂口结合和机械啮合。     

基于熔池边界层温度的双辊铸轧界面换热数学模型

熔池与结晶辊接触界面的换热边界条件是制定双辊薄带铸轧工艺的重要参数。针对现有的换热数学模型不能合理描述铸轧开浇和稳定阶段接触界面的热交换问题,基于熔池边界层温度和凝固组织枝晶间距建立了接触界面的换热数学模型。以1Cr18Ni9Ti不锈钢为例,对铸轧稳定阶段的数学模型进行了计算,模型计算结果与试验结果相吻合,验证了本文所建立换热数学模型的准确性。研究结果表明,钢液与结晶辊初始接触时界面热流密度为26.06 MW·m-2,随着接触界面熔池边界层温度降低,凝固坯壳收缩,热流密度显著下降,在接近Kiss点区域时趋于稳定值。     

Bonding strength of Invar/Cu clad strips fabricated by twin-roll casting process

Based on traditional twin-roll casting process, Invar/Cu clad strips were successfully fabricated by using solid Invar alloy strip and molten Cu under conditions of high temperature, high pressure and plastic deformation. A series of tests including tensile test, bending test, T-type peeling test and scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive spectrometer (EDS) measurements were carried out to analyze the mechanical properties of Invar/Cu clad strips and the micro-morphology of tensile fracture surfaces and bonding interfaces. The results indicate that no delamination phenomenon occurs during the compatible deformation of Invar/Cu in bending test and only one stress platform exists in the tensile stress?strain curve when the bonding strength is large. On the contrary, different mechanical properties of Invar and Cu lead to delamination phenomenon during the uniaxial tensile test, which determines that two stress platforms occur on the stress?strain curve of Invar/Cu clad strips when two elements experience necking. The average peeling strength can be increased from 13.85 to 42.31 N/mm after heat treatment at 800 °C for 1 h, and the observation of the Cu side at peeling interface shows that more Fe is adhered on the Cu side after the heat treatment. All above illustrate that heat treatment can improve the strength of the bonding interface of Invar/Cu clad strips.     

退火温度对异步轧制铜/铝复合板界面组织及力学性能的影响

研究退火温度对异步轧制法制备的铜/铝复合板界面组织及力学性能的影响,采用SEM观察界面组织形貌,结合EDX、XRD分析界面物相成分,采用显微硬度和室温拉伸实验表征复合板的力学性能。结果表明,异步轧制法制备的铜/铝复合板界面形变储能较高,退火温度为400℃时界面扩散明显;随着退火温度的升高,复合界面先后生成金属间化合物CuAl2、Cu9Al4、CuAl相,界面撕裂位置位于金属间化合物之间;界面层的显微硬度比基体的高,这是因为受到硬脆性化合物和高温软化的共同影响;退火温度越高,复合板抗拉强度越低,断裂伸长率越大。研究表明,异步轧制法制备的铜/铝复合板最佳退火温度为400℃。     

连续Cf/Al复合材料板双辊铸轧制备及力学性能研究

本文利用电镀工艺制备了表面镀镍碳纤维,通过双辊铸轧短流程成型工艺成功制备了连续碳纤维增强铝基（Cf/Al）复合材料板,研究了浇注温度对铸轧复合材料板的微观组织、界面特征、断口形貌和力学性能的影响。结果表明,浇注温度为963～983K,轧制速度为2.7m/min,辊缝为2.0mm的条件下可制备出表面平整、无明显表面缺陷的Cf/Al铸轧复合材料板;其中,浇注温度为973K时,碳纤维与铝基体之间界面结合良好;纤维表面金属镍层明显改善了碳纤维与铝基体之间的浸润性,镍镀层还有效抑制了Al4C3脆性相的产生,使Cf/Al复合材料板力学性能大幅提升,其中浇注温度973K铸轧的Cf/Al复合材料板抗拉强度比初始的38.2MPa提高了87.4%。     

Thin strip quality obtained in twin-roll casting

Ferrous alloy strips of width 150 mm and thickness 150–300 μm were obtained by rapidly cooling from the molten state at ～ 105 Ks^?1 with the pressing force of the rolls during casting 1.5 kN mm^?1 and a rotational speed of 8 ms^?1. Typical composition of the strip was Fe—4.5%Si, Fe—23%Cr—5%Al or Fe—12%Al. The roller wear mechanism and strip quality were investigated using two sets of cylindrical, water-cooled, bronze roll moulds. It was found that the width of the strip obtained by rapid quenching in rolls is determined by the consumption of metal and depends on fluctuations in the molten bath. Strip thickness increases with bath depth. The lenticular form of the strip is obtained by bending of the rolls, and the biconcave form, using a thick water-cooled roll sleeve, is a result of the thermal expansion of the roll.

Roller wear and changes to the strip microrelief were investigated using different alloys. The roughness of the surfaces of both strip and roller increased throughout the casting process. The amount of increase depended more on the alloy than on the melt temperature. The average values of the angles of the slopes of micro-peaks were measured and compared and decreased along the strip. Comparison of the coefficient of anisotropy across the width of the strip showed a decrease from the edge to the middle of the strip. The apparent reason for the appearance, on local areas of the strip surface, of oxide pellicles is revealed.     

铜/铝/铜轧制复合板的退火工艺研究

研究了低温长时间和高温短时两种退火工艺对铜／铝／铜轧制复合板的成型性能及界面结合强度的影响,讨论了退火强化现象没有出现的原因。结果表明,退火处理不能提高铜／铝／铜轧制复合板的结合强度,只能改善复合板的成型性能。铜／铝轧制复合板宜采用高温短时退火制度,退火温度选择580～625℃,时间控制在10min以内,此工艺得到的铜／铝轧制复合板综合性能最佳。     

双辊薄带铸轧低碳钢薄板的组织及力学性能

对双辊薄带连铸(TRC)工艺条件下低碳钢铸带坯、热轧板的显微组织及力学性能进行研究,并与传统生产工艺(TP)的冷轧板产品进行了对比。铸带坯主要由200~300μm的不规则的多边形铁素体组成,并伴随着少量20μm左右的多边形铁素体。经一道次热轧后,厚度方向上组织严重不均:上下表层为细晶区,平均晶粒尺寸为10μm左右;中部为粗晶区,平均晶粒尺寸为40μm左右。粗晶区宽度约占整个板厚的50%。传统生产工艺的冷轧退火板的组织则较为均匀,平均晶粒尺寸约为15μm。薄带连铸热轧板与传统冷轧退火板相比具有较强的α织构和较弱的γ织构。薄带连铸热轧板的屈服强度、抗拉强度与传统工艺的冷轧退火板相当。但是,两者的拉伸曲线显著不同,前者表现为连续屈服,后者出现了屈服平台。     

双辊铸轧薄带钢温度场的有限元数值模拟

建立了双辊铸轧薄带钢过程有限元数学模型 ,开发了二维温度场的模拟软件TRC HEAT。利用该软件对熔池内的温度场进行了模拟 ,得到了不同工艺条件下温度场曲线 ;得到了实现稳定轧制时各工艺参数之间的关系 ,为铸轧过程的分析和控制提供了理论依据     

双辊铸轧薄带工艺中的相关技术

介绍了双辊铸轧技术的发展 ,及其在日本崎玉工业大学实验轧机上铸轧铝合金带的实验结果 ,并对目前该工艺的 1 0项关键技术进行了分析和论述     

双辊铸轧薄带钢侧封板热应力的数值分析

采用有限元法模拟了双辊铸轧薄带钢工艺中侧封板的三维温度场和热应力场。通过对侧封板的温度和应力的耦合数值模拟 ,得出了在铸轧过程中侧封板的温度和热应力的分布规律。根据热应力分析了侧封板裂纹产生机理 ,得出侧封板产生裂纹的位置与实验结果相吻合 ;同时分析了不同预热温度对侧封板温度和热应力分布的影响 ,得出了侧封板的最佳预热温度范围