3104铝合金板材织构和制耳行为研究

采用金相显微镜 ,X -射线衍射技术和深冲试验等手段 ,研究了主要生产工艺因素对 310 4铝合金板材织构和制耳行为的影响。结果表明 ,采用适当高的温度大压下率热轧以及在中间退火前小压下率冷轧都可以增加其立方织构 { 10 0 }〈0 0 1〉组分 ,使成品板材中同时具有较强的立方织构 { 10 0 }〈0 0 1〉和变形织构 { 110 }〈112〉 ,深冲时出现 0°/ 90°和 4 5°方向共存的 8个小制耳 ,降低制耳率 ,减小各向异性。     

冷轧高纯铝板再结晶织构的演变特征

利用X射线定量织构分析术,对90%冷轧变形高纯铝板的冷轧态织构和400℃等温退火织构进行了测定和分析·结果表明,主要冷轧织构组分{114}〈221〉在向再结晶立方织构组分{001}〈100〉的转变过程中,出现一中间过渡织构组分-{001}〈110〉反高斯织构组分·主要冷轧织构组分{114}〈221〉与反高斯织构组分{001}〈110〉之间、次要冷轧织构组分{013}〈031〉与立方织构组分{001}〈100〉之间分别存在195°〈110〉和184°〈100〉的位向...     

3%Si无取向硅钢异步轧制织构的演变

对无取向硅钢常化态板材经过异步轧制,轧制速比为1.06,经过一次冷轧到0.5 mm厚,压下率为77.3%,并在保护气氛下进行再结晶退火,考察了异步冷轧织构和再结晶织构形成及演变.常化态板材的初始织构组分以{110}和{113}织构为主,异步冷轧织构主要是由α织构和γ织构组成,快慢辊侧的织构类型没有变化,但慢辊侧α织构和γ织构的取向密度明显高于快辊侧;再结晶退火后α织构取向密度明显减弱,而γ织构的变化主要是{111}〈110〉织构组分的取向密度减弱,{111}〈112〉织构组分的取向密度加强.     

面心纯铝轧制织构的晶体塑性有限元模拟

基于率相关晶体塑性本构模型,分别将Taylor模型和有限单元模型两种多晶模型嵌入大型有限元程序ABAQUS,实现了晶体塑性学有限元模拟. 直接将电子背散射衍射(EBSD)获取的晶粒初始取向输入晶体塑性有限元模型,预测了两种不同应变情况下面心1 050纯铝轧制织构的演化. 模拟结果与EBSD实验测得的织构演化结果有较好的一致性,随着变形程度的增加,预测织构与实测织构变得更加锋锐. 经过比较,Taylor型模型预测出了{4 4 11}〈11 11 8〉的Dillamore取向,而有限单元模型预测出了铜型织构取向,比Taylor模型预测结果更接近实验验证结果. 两种模型并不能预测出{011}〈211〉黄铜取向、{123}〈523〉S取向、{011}〈100〉Goss取向及其他理想取向.     

3004铝合金在轧制及退火过程中织构的演变

应用取向分布函数(ODF)研究和分析了热轧、冷轧及退火对3004铝合金织构的影响·结果表明,热轧后织构类型为(100)[uvw],且(100)[011]旋转立方织构为最强;在冷轧过程中,所有样品的冷轧织构表现为典型的铜式织构特征,随形变量的增加,织构由弱到强,最后稳定在铜织构、黄铜织构和S织构3个织构组分;冷轧样品退火后,退火织构主要由立方织构、退火R/S织构和铜织构组成,其中在300℃和400℃的退火样品中存在强度较高的再结晶立方织构{001}〈100〉,100℃和200℃的退火样品中再结晶立方织构{001}〈1...     

织构多晶板的深冲制耳倾向预测

以织构多晶体连续介质力学为基础提出了预测织构板材深冲制耳的新方法，利用该方法计算了立方金属中重要织构组分的基本制耳行为．结果表明，本方法优于传统的预测方法，采用制耳程度指数可较好地定量表示制耳倾向大小     

深冲用冷轧薄钼板晶体空间取向分布的研究

本文利用晶体取向分布函教研究了国产冷轧钼板的直轧和交叉轧制织构。结果表明,直轧钼板的基本织构组分为:{001}〈110〉织构、轧向〈011〉纤维织构和轧面{111}纤维织构;交叉轧制使钼板中{001}〈110〉织构和{111}纤维织构同时明显增加。通过对晶体取向分布特征的全面分析,初步探讨了轧制过程中晶粒转动的规律,为提高钼板深冲性能提供了一定的依据。     

剪切挤压-轧制复合成形对6016铝合金织构及动态性能的影响

采用X射线衍射、分离式霍普金森压杆等研究剪切挤压-轧制工艺对6016铝合金织构和动态力学性能的影响.结果表明：常规轧制后6016板材具有较强的β取向线轧制织构,而剪切挤压-轧制成形的6016铝合金板材中形成了大量的剪切织构r-Cube{001}<110>及r-Copper{112}<011>,其相较于常规轧制织构有一定弱化.固溶后,2种工艺的板材中都以再结晶织构Cube{001}<100>为主,但剪切挤压-轧制工艺制备的板材中剪切织构的体积分数要比常规轧制板材高60%,这更有利于板材成形.在模拟烤漆工艺后的动态冲击过程中,2种板材均有明显的正应变速率强化效应,而剪切挤压-轧制工艺则能进一步提高6016铝合金板材的应变率敏感性和吸能效果.     

IF钢生产过程中的织构演变

对IF钢生产过程中热轧、冷轧及退火试样的织构演变进行研究.分别借助EBSD和XRD测定和计算了热轧、退火及冷轧试样的取向分布函数及相关织构组分的体积分数.结果发现,热轧板在变形过程中发生了动态再结晶,晶粒为细小的等轴晶,为后续组织发展提供了基础;热轧后试样中的织构很弱,不会影响冷轧织构组分及含量.冷轧过程是织构形成的主要过程,试样中含有4种主要的织构组分:{001}〈110〉、{111｝〈110〉、{111}〈112〉和{112}〈110〉.退火过程中发生再结晶,4种冷轧织构组分在退火过程中均分别转变为{111｝面织构.     

异步轧制无取向硅钢的再结晶织构演变

在无取向硅钢冷轧过程中采用同步轧制和速比为1.06,1.125,1.19的异步轧制,以考察异步轧制对冷轧和再结晶织构的影响.研究发现,异步轧制减弱冷轧织构中{001}～{112}〈110〉组分,增强{111}〈112〉并减弱{111}〈110〉组分.{111}〈112〉和{111}～{225}〈110〉形变晶粒内剪切带处分别形成η(〈001〉∥RD)及偏离其15°的η′(Ψ=75°,θ=0～45°,φ=0°)再结晶晶粒,η′因晶核尺寸优势发展成为主要织构组分.异步轧制下形变织构的变化有利于改善再结晶织构特征及性能,其影响随速比增大而增强.     

5A02铝合金板料深冲有限元模拟与实验研究

对5A02铝合金板料深冲过程进行了实验研究,并在率相关晶体塑性本构理论框架下,实现了5A02铝合金板料深冲过程的晶体塑性有限元模拟.研究了深冲过程中的制耳和板厚的分布情况,分析预测了极限拉深系数值;结果表明,晶体塑性有限元法模拟的制耳轮廓的高度和极限拉深系数值与实测值比较吻合,板料的厚度变化与实际情况一致.     

薄壁铝型材挤压成形的一种有效模拟方法

基于大变形弹塑性有限元理论和有限体积法基本原理，建立了金属塑性成形的弹塑性UL有限元列式以及塑性流动中的有限体积控制方程．提出了有限元模拟系统到有限体积模拟系统的数据传递和信息继承方法。建立了铝型材挤压成形有限元/有限体积法复合模拟系统，对铝型材挤压过程进行了数值模拟，预示金属在成形中的塑性变形行为，从而为模具设计及工艺参数选取提供理论依据．     

3104深冲铝板织构对初始R值的影响

以深冲铝板R值的在线检测为应用背景,塑性变形滑移系开动的过程为出发点,分析了初始滑移系选取的方式,并计算了不同取向3104铝合金板的初始R值.结果表明,织构是决定板材R值最主要的因素,其中初始R值是实测R值的重要组成部分.3104铝板中存在的织构组分决定其R0值最低、R90值最高.计算表明,{111}面织构有利于在明显降低制耳效应的前提下,大幅度提高铝板的深冲压性能.     

均匀化方法对单向碳/铝复合材料弹性性能预测

基于均匀化方法,预测单向碳/铝复合材料的等效弹性模量,得到单向碳/铝复合材料等效弹性常数的预测公式.首先,采用均匀化方法对单向玻纤/环氧复合材料等效弹性模量进行预测,得到玻纤/环氧复合材料的等效弹性常数,并与NASA经验公式的计算结果进行比较.结果表明,均匀化方法计算得到的等效弹性常数与NASA经验公式的计算结果相吻合,验证了周期性边界条件以及均匀化方法预测单向复合材料弹性性能的正确性.然后,采用均匀化方法对不同纤维含量的单向碳/铝复合材料等效弹性模量进行预测,并与NASA经验公式和混合法则的计算结果进行比较.结果表明,NASA经验公式和混合法则的计算公式可以预测单向碳/铝复合材料的纵向拉伸模量和纵向泊松比,但无法预测其横向拉伸模量和剪切模量.最后,采用最小二乘法拟合均匀化方法的计算结果对NASA经验公式进行修正,得到了单向碳纤维增强铝基复合材料横向拉伸模量和剪切模量的预测公式.     

基于特征工程和机器学习的铝基高熵合金稳定性预测

铝基复合材料具有众多优异的性能, 应用前景较好. 以简单稳定相的高熵合金可以作为增强颗粒来制备铝基复合材料, 其各方面力学性能都显著提升. 提出了一种基于结合了特征工程和机器学习的新方法来研究高熵合金相稳定性. 该方法利用特征工程筛选出影响目标属性的重要因素, 然后选择相应的回归方法预测相稳定性. 使用 50% 的数据集进行训练, 并在其余数据集上进行测试验证. 研究结果表明, 该方法在预测高熵合金的相稳定性方面具有较高的准确性($R^{2}$=0.994), 且能辅助找到影响相稳定性的关键因素.     

铝颗粒与水反应产氢影响因素及抑制

铝颗粒可与水发生产氢反应,氢气可以带来火灾爆炸的风险.通过开发的铝水反应测试仪,系统研究了不同铝水质量比、不同温度对氢气产生量及最大产氢速率的影响,并提出了particle surface modification(PSM) 方法抑制铝水产氢反应的进行.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和能谱分析(EDS)对反应前后的铝颗粒进行表征,明确了相关反应机理.PSM方法成本低,并且可以有效地抑制产氢,可以为相关工程项目提供本质安全化的抑制产氢方法.     

6063铝合金阳极氧化膜腐蚀性能的正交试验研究

用硫酸直流阳极氧化法对6063铝合金表面进行处理。采用正交试验研究方法探索腐蚀时间、温度和腐蚀液浓度对氧化膜抗蚀性能的影响,运用极差分析法对6063铝合金的腐蚀增重量和最大腐蚀深度进行了分析。结果表明:在铜加速乙酸盐雾环境下,时间对腐蚀的影响最强,温度及盐溶液浓度的影响均较小。合金的阳极氧化膜主要以点蚀为主,在72h、35℃、3%盐溶液浓度条件下,最大蚀坑深度达180.79μm,而原样则是以均匀腐蚀为主,可见与点蚀相比,阳极氧化膜对于均匀腐蚀的改善作用更明显。     

Crystallographic texture and earing behavior analysis for different second cold reductions of double-reduction tinplate

Since the production of tinplate with non-earing properties is difficult, especially when it is produced via the double-reduction process, the optimal degree of second cold reduction is particularly important for achieving desirable drawing properties. The evolution of texture and the earing propensity of double-reduction tinplate with different extents of second reduction were investigated in this study. Optical microscopy and scanning electron microscopy were used to observe the changes in the microstructure at various extents of reduction. Two common testing methods, X-ray diffraction (XRD) and electron backscatter diffraction, were used to investigate the texture of the specimens, which revealed the effects of deformation percentage on the final texture development and the change in the grain boundary. The earing rate was determined via earing tests involving measurement of the height of any ear. The results obtained from both XRD analyses and earing tests revealed the same ideal value for the second cold reduction on the basis of the relationship between crystallographic texture and the degree of earing.     

金属基复合材料循环硬化性能细观力学分析

以细观力学的平均场理论为基础，给出一种新的分析金属基复合材料循环硬化性能的增量方法，在每个增量过程中，把基体看作各向异性弹性材料来处理，然后利用Ｍｏｒｉ－Ｔａｎａｋａ平均场理论建立了复合材料应力与应变的增量关系，应用上述方法及基体的混合强化模型，分析了ＳｉＣ／金属基复合材料的循环更化性能，并与献的实验结果进行了比较。