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Cu极薄带轧制中滑移与变形的晶体塑性有限元模拟^*

陈守东 , 刘相华 , 刘立忠 , 宋孟

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00264

为了定量描述晶粒取向和结构对极薄带轧制微观塑性变形非均匀性的影响, 采用晶体塑性有限元方法(CPFEM)和Voronoi图的多晶模型, 考虑试样尺寸、晶粒尺寸、晶体取向及其分布, 模拟了不同厚度Cu极薄带在相同压下率条件下的滑移与变形行为, 得到了介观尺度上Cu极薄带的微观应力-应变和启动滑移系分布. 模拟获得的应力-应变曲线和实验测得的曲线基本一致, 验证了晶体塑性有限元模型的准确性. 通过对40%压下率Cu极薄带轧制变形的研究表明, 无论是在晶粒内部还是在晶粒间, 材料内部的变形都非常不均匀, 这种不均匀性主要是由初始晶粒取向和结构不同、近邻晶粒取向差以及变形时滑移系的运动特性和晶粒旋转不同引起的. 滑移系首先在自由表面和晶界处被激活, 而后引起晶粒内部滑移系的启动与运动.

关键词: 极薄带轧制 , 晶体塑性有限元 , 晶粒各向异性 , 滑移系启动

Cu极薄带轧制中滑移与变形的晶体塑性有限元模拟

陈守东 , 刘相华 , 刘立忠 , 宋孟

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00264

为了定量描述晶粒取向和结构对极薄带轧制微观塑性变形非均匀性的影响,采用晶体塑性有限元方法(CPFEM)和Voronoi图的多晶模型,考虑试样尺寸、晶粒尺寸、晶体取向及其分布,模拟了不同厚度Cu极薄带在相同压下率条件下的滑移与变形行为,得到了介观尺度上Cu极薄带的微观应力-应变和启动滑移系分布.模拟获得的应力-应变曲线和实验测得的曲线基本一致,验证了晶体塑性有限元模型的准确性.通过对40％压下率Cu极薄带轧制变形的研究表明,无论是在晶粒内部还是在晶粒间,材料内部的变形都非常不均匀,这种不均匀性主要是由初始晶粒取向和结构不同、近邻晶粒取向差以及变形时滑移系的运动特性和晶粒旋转不同引起的.滑移系首先在自由表面和晶界处被激活,而后引起晶粒内部滑移系的启动与运动.

关键词: 极薄带轧制 , 晶体塑性有限元 , 晶粒各向异性 , 滑移系启动

同辊径异步轧制金属薄带最小厚度的理论分析

刘鑫 , 刘相华 , 宋孟 , 孙祥坤 , 刘立忠

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(16)64138-9

提出一种同辊径异步轧制过程中计算金属薄带最小厚度的新方法，其要点是联解采利柯夫轧制压力公式和修正后的希区柯克轧辊压扁公式，同时为了避免极薄带轧制过程中弹性变形对秒流量的影响，采用质量守恒定律计算接触弧长中前滑区、后滑区和搓轧区的比例，推导出用于计算异步轧制最小厚度方程。通过异步轧制实验研究304不锈钢在异速比为1.05、1.15和1.30条件下可获得的金属薄带最小厚度值，并与理论计算值进行对比，结果表明，最小厚度的实验值与理论计算结果吻合较好，验证了异步轧制最小厚度方程的正确性。

关键词: 最小厚度 , 金属薄带 , 质量守恒定律 , 异步轧制

工业纯铝在室温和深冷轧制条件下的微尺寸效应

汤德林 , 刘相华 , 宋孟

材料热处理学报

对1060工业纯铝分别进行室温轧制和深冷轧制,取成品厚度为300、200、100、50和25 μm 5组试样进行拉伸试验.结果表明,经过室温轧制的轧件,当其厚度减薄至100 μm时出现微尺寸效应,即厚度大于100 μm时随厚度减小抗拉强度增大,厚度小于100 μm时随厚度减小抗拉强度减小;发现100 μm是纯铝室温轧制时出现尺寸效应的临界值.与室温轧制相比,经过深冷轧制轧件微尺寸效应的临界值相同而表现形式不同,厚度小于临界值100 μm后其抗拉强度随厚度减小而增加的速度加快.在相同厚度条件下,深冷轧制后的轧件比室温轧制的晶粒内部亚结构更细小,分析认为这是其强度高于室温轧制的一个原因.

关键词: 极薄带 , 深冷轧制 , 抗拉强度 , 微尺寸效应

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