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材料导报 2021年第4期35卷 4170-4176页

作者：陈守东卢日环陈子潘孙建李杰铜陵学院机械工程学院铜陵244061 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室沈阳110819

在晶粒尺度采用晶体塑性有限元模拟极薄带材轧制成形过程,对优化和改进材料模型以及探究极薄带材塑性变形机制具有重要作用。箔材轧制成形性能主要依赖材料的微观结构(晶界、滑移系、取向)。采用退火态的单层晶铜箔为原料,进行箔轧实验... 详细信息

在晶粒尺度采用晶体塑性有限元模拟极薄带材轧制成形过程,对优化和改进材料模型以及探究极薄带材塑性变形机制具有重要作用。箔材轧制成形性能主要依赖材料的微观结构(晶界、滑移系、取向)。采用退火态的单层晶铜箔为原料,进行箔轧实验和晶体塑性有限元模拟。建立反映晶粒形貌、晶界和取向各向异性的单层晶铜箔晶体塑性有限元模型,分析极薄带轧制成形中单/多滑移系启动状态和应变局部化现象。为准确构建晶体塑性有限元模拟的初始晶粒结构,消除微观组织亚表面的影响,采用垂直晶界即在厚度方向上建立只有一层晶粒的铜箔晶粒模型。结果表明:晶粒各向异性影响单层晶铜箔的轧制变形机制;晶界处的变形和滑移系运动状态完全不同于晶粒其他位置;单层晶轧制变形的滑移状态表现出明显的各向异性,出现局部滑移带和应变局部化,随轧制变形量的增大,滑移差异显著增大;晶界两侧局部区域存在滑移和变形的显著差异,这为亚晶和微观裂纹源的形核提供了有利的位置。

关键词：极薄带轧制单层晶晶体塑性应变分布局部滑移

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压下率对轧制单层晶极薄带晶界滑移特性的影响

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材料科学与工艺 2018年第4期26卷 88-96页

作者：陈守东卢日环孙建李杰张可铜陵学院机械工程学院安徽铜陵244061 轧制技术及连轧自动化国家重点实验室(东北大学) 沈阳110819 安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243032

采用退火态单层晶轧制铜箔为原料,进行不同压下率的箔轧.以多晶体位错滑移及塑性流动机制为基础,建立了考虑潜在硬化和晶格转动效应的率相关晶体滑移本构模型,分析了压下率对轧制单层晶极薄带晶界附近区域变形分布特性、取向演化和滑移... 详细信息

采用退火态单层晶轧制铜箔为原料,进行不同压下率的箔轧.以多晶体位错滑移及塑性流动机制为基础,建立了考虑潜在硬化和晶格转动效应的率相关晶体滑移本构模型,分析了压下率对轧制单层晶极薄带晶界附近区域变形分布特性、取向演化和滑移系激活规律的影响,并探讨其机理.确定了合理的材料本构参数,铜箔拉伸实验与晶体塑性有限元模拟得到的应力-应变曲线一致.所建立的晶体塑性有限元模型,可很好的模拟最大压下率达到80%时轧制单层晶铜箔的变形过程.结果表明:1)由于晶粒形状、晶界及晶粒取向的作用导致晶内-晶间变形分布非均匀性;2)由于晶粒间复杂的相互作用导致晶粒取向主要绕横向(TD)进行旋转,且旋转角度和取向分散度随压下率的增加而增大;3)在晶内-晶间不同区域的滑移系启动存在显著差异,启动滑移系随压下率的增加而增多,当压下率小于等于60%时,在晶粒表层和晶界处,滑移系成对发生启动,当压下率达到80%时,表层和晶界处为多滑移系启动情形;4)滑移最先从晶粒表层和晶界处开始,然后向晶粒内部延伸.

关键词：极薄带轧制单层晶晶体塑性滑移系轧制压下率

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高纯钛极薄带成形工艺及单层晶钛箔性能研究

高纯钛极薄带成形工艺及单层晶钛箔性能研究

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作者：尹理波安徽工业大学

学位级别：硕士

本文采用国内自产的电子级低氧超高纯钛为原料,运用东北大学自主研发的非对称异步轧制组合成形技术,利用同步二辊轧机和3M(Micro metal forming mill)微型四辊异步轧机,分别进行室温冷轧,和中间一次真空退火工艺,开展了高纯钛极薄带轧... 详细信息

本文采用国内自产的电子级低氧超高纯钛为原料,运用东北大学自主研发的非对称异步轧制组合成形技术,利用同步二辊轧机和3M(Micro metal forming mill)微型四辊异步轧机,分别进行室温冷轧,和中间一次真空退火工艺,开展了高纯钛极薄带轧制实验研究和分析,主要研究工作如下:1)以厚度为8.6 mm的高纯钛为原料,经过大量轧制实验研究,成功制备出厚度范围在25～280μm的高精度高纯钛成卷极薄带;2)对不同厚度的高纯钛极薄带进行力学拉伸试验、显微组织观察和断口形貌观测,分析发现:该轧制工艺制备的高纯钛极薄带出现了两个尺寸效应阈值,分别为140μm和35μm;研究发现在高纯钛极薄带轧制减薄的过程中,产生了FCC相带变化和比表面积增大,是导致出现两次尺寸效应现象的原因;3)研究了高纯钛极薄带的抗拉强度随厚度变化的规律,对初始轧制工艺进行优化,给出了合理的高纯钛极薄带制备工艺和轧制规程,对高纯钛极薄带的开发和实际生产提供了参考依据;4)利用管式真空退火炉,制备出不同厚度的单层晶高纯钛箔,总结出不同厚度单层晶高纯钛箔的退火工艺;对单层晶高纯钛箔进行了力学拉伸和微观组织观察实验,研究发现单层晶高纯钛箔断口形貌全部为台阶状的解理面,强度和延伸率相比于轧制态的高纯钛极薄带有大幅度降低,退火过程中随着晶粒长大也会产生退火孪晶;5)结合高纯钛极薄带的轧制减薄实验,对轧制过程中出现的浪形、异物压痕、轧辊划痕和皱裂等产品质量问题,采用了合理的处理措施,使问题得以解决;6)在轧制过程中,发现了在极薄带减薄过程中会出现一种边裂纹展平的现象,分析提出了负辊缝轧制是导致边裂纹展平的有利因素,边裂纹展平现象可以提高产品的合格率和利用率,为高纯钛极薄带的生产制造提供了有利条件。

关键词：高纯钛极薄带尺寸效应工艺优化单层晶

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轧制单层和少层晶铜箔塑性各向异性的晶体塑性有限元模拟

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中国有色金属学报 2021年第2期31卷 353-364页

作者：陈守东卢日环孙建李杰铜陵学院机械工程学院铜陵244061 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室沈阳110819

采用具有拉拔-压缩-剪切复合成形功能的微型异步轧机,对厚度方向具有单层和少层晶结构的铜极薄带开展箔轧实验。基于晶体塑性有限元理论,模拟分析复合轧制单层和少层晶铜极薄带的塑性各向异性行为。将单层和少层晶铜极薄带的初始织构和... 详细信息

采用具有拉拔-压缩-剪切复合成形功能的微型异步轧机,对厚度方向具有单层和少层晶结构的铜极薄带开展箔轧实验。基于晶体塑性有限元理论,模拟分析复合轧制单层和少层晶铜极薄带的塑性各向异性行为。将单层和少层晶铜极薄带的初始织构和晶粒形貌输入晶体塑性有限元模型,分析极薄带轧制成形中晶粒层次的滑移启动、定量应变演化以及变形局部化现象。同时,模拟分析单/多滑移系启动、滑移局部化以及与微观组织相关的变形演化。结果表明:轧制单层晶铜极薄带的滑移区域和局部化趋势主要依赖于晶粒形貌结构,晶体塑性有限元模型准确获得滑移启动及其滑移区域的演化。轧制少层晶铜极薄带的滑移和塑性变形具有明显的各向异性,且随晶粒层数的减少而增强。同一晶粒内部和相邻晶粒的晶界局部区域存在显著的滑移与变形差异,这为裂纹的萌生和缺陷的形成提供了有利的位置。

关键词：单层晶少层晶极薄带轧制晶体塑性各向异性

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