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极薄带轧制研究与应用进展 被引量：27
1
作者 刘相华 宋孟 +2 位作者 孙祥坤 赵启林 于庆波 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1-9,共9页
随着3C产品微型化和微制造技术兴起,电子、计算机、医疗、能源、交通等行业对高质量金属极薄带出现迫切需求,轧制极薄带的开发研究与产业化成为新热点。分析探讨各类极薄金属带材的研究、生产和应用状况,介绍世界各国轧制极薄带的典型... 随着3C产品微型化和微制造技术兴起,电子、计算机、医疗、能源、交通等行业对高质量金属极薄带出现迫切需求,轧制极薄带的开发研究与产业化成为新热点。分析探讨各类极薄金属带材的研究、生产和应用状况,介绍世界各国轧制极薄带的典型轧机和产品。介绍异步轧制条件下最小可轧厚度研究新进展,给出考虑搓轧区比例的最小可轧厚度新公式。重点介绍极薄带轧制研究中超延展现象、非典型塑性、变形诱导反应扩散等三个新发现,并从二类微尺度效应入手对其原因做了分析。分析试验中出现的单层晶、加工软化、尺寸效应等现象,提出极薄带轧制中的几个特征参数,并将其用于极薄带轧制机理分析。介绍晶体塑性有限元在极薄带轧制分析方面的应用进展,指出了轧制极薄带的发展方向。 展开更多
关键词 极薄带 异步轧制 组合成形 最小可轧厚度 超延展 非典型塑性 变形诱导反应扩散
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微轧制下高碳马氏体钢的超延展性与尺度效应 被引量：8
2
作者 于庆波 刘相华 +2 位作者 孙莹 宋孟 高玉明 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期1187-1194,共8页
高碳淬火钢难以在室温下发生塑性变形,人们曾将此现象归因于成分(碳含量过高)和组织(马氏体塑性差),未考虑几何尺寸的影响.为此,本研究在室温下对厚度为400?m的9Si Cr淬火马氏体钢进行微轧制实验,发现微轧制下实验钢的塑性良好,延展率达... 高碳淬火钢难以在室温下发生塑性变形,人们曾将此现象归因于成分(碳含量过高)和组织(马氏体塑性差),未考虑几何尺寸的影响.为此,本研究在室温下对厚度为400?m的9Si Cr淬火马氏体钢进行微轧制实验,发现微轧制下实验钢的塑性良好,延展率达200%以上,且硬度比淬火态提高了39%.本文对此新发现进行了研究.首先,负辊缝轧制使横向压应力增大,同时由于单位体积的接触表面积变大,而引起纵向压应力和垂直方向压应力同时增大,因而静水压力增加.这些因素有利于抑制轧件边裂、头部劈裂以及轧件内部缺陷生成和扩展,致使塑性改善.这一现象可以用传统理论进行解释,属于第一类尺度效应.其次,由于位错和孔洞一旦到达试样表面就会释放和消失,所以轧件的比表面积越大对提高塑性越有利.因此,比表面积充分大的薄轧件已不能视为均匀连续、各向同性的理想材料,其表面效应属于第二类尺度效应.实验结果表明:长期以来认为高碳马氏体组织塑性差的认识在薄轧件轧制中受到挑战,需要同时考虑两种尺度效应,才能深入认识其力学表现和物理本质. 展开更多
关键词 高碳马氏体钢 超延展性 尺度效应 静水压力 微轧制
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极薄带微轧制中的系列新发现 被引量：4
3
作者 刘相华 赵启林 于庆波 《轧钢》 2018年第6期1-5,35,共6页
在对极薄带微轧制的研究中,陆续发现一系列用传统轧制理论不能解释的新现象,如工业纯铜的超延展现象、脆性材料的非典型塑性现象、异种金属多层复合中的变形诱导反应扩散现象等。这些新现象与微成形中的尺寸效应有关,对其进行深入研究,... 在对极薄带微轧制的研究中,陆续发现一系列用传统轧制理论不能解释的新现象,如工业纯铜的超延展现象、脆性材料的非典型塑性现象、异种金属多层复合中的变形诱导反应扩散现象等。这些新现象与微成形中的尺寸效应有关,对其进行深入研究,一方面,能够有助于揭示微成形的深层规律,加深对塑性变形本质的认识;另一方面,有助于在微成形领域产生新思路,开发微成形新工艺,促进微成形产品开发,推动微成形技术的进步。 展开更多
关键词 极薄带 微轧制 超延展 非典型塑性 变形诱导反应扩散
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室温下金属铝的组合成形轧制 被引量：2
4
作者 于庆波 刘相华 +3 位作者 孙莹 赵彦君 陈伟 陈敬琪 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期411-418,共8页
轧辊的弹性变形导致金属极薄带难以通过常规方法制备,人们想尽各种办法来获得更薄的轧件,如减小轧辊直径、增加支撑轧数量、增加轧辊和机架刚度等,这些方法使极薄带的制备变得复杂.本文采用组合成形轧制(combination forming rolling, C... 轧辊的弹性变形导致金属极薄带难以通过常规方法制备,人们想尽各种办法来获得更薄的轧件,如减小轧辊直径、增加支撑轧数量、增加轧辊和机架刚度等,这些方法使极薄带的制备变得复杂.本文采用组合成形轧制(combination forming rolling, CFR)新方法,将常规轧制的压缩作用、异步轧制的搓轧剪切作用和施加大张力的拉伸作用等三种工艺措施共同作用于轧制变形区,构造出易于满足屈服条件的应力状态,保持压下变形的可持续性.为了验证这种方法的可行性,在室温下对退火态工业纯铝板进行了组合成形轧制.实验结果表明,在没有中间退火的情况下,初始厚度为6.5 mm的1100铝板轧制成厚度为17μm极薄带,产品表面光滑、板形良好、无边缘裂纹,组合成形轧制的延展率达到38235%,真应变为5.95,充分体现出组合成形超强的变形能力.在剧烈塑性变形发生的同时,金属Al内部的显微组织也随之发生演变,由原始粗大的等轴晶演变为扁平的板条晶、亚微晶,直至出现纳米晶.以大应变、超延展、纳米化为特征的组合成形轧制将成为剧烈塑性变形中一个重要的新方法. 展开更多
关键词 组合成形轧制 剧烈塑性变形 超延展 纳米化 异步轧制
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低氧高纯钛极薄带的制备及其组织性能 被引量：1
5
作者 白凤梅 尹理波 +1 位作者 刘云昊 刘相华 《安徽工业大学学报（自然科学版）》 CAS 2020年第4期309-313,326,共6页
以电子束熔炼(EBM)获得的厚11 mm的低氧高纯钛为原料,采用组合成形轧制技术制备厚度30μm的极薄带,采用原子力显微镜(AFM)、光学显微镜(OM)和透射电镜(TEM)等方法表征极薄带的表面形貌及微观组织,研究极薄带的屈服强度、抗拉强度和断后... 以电子束熔炼(EBM)获得的厚11 mm的低氧高纯钛为原料,采用组合成形轧制技术制备厚度30μm的极薄带,采用原子力显微镜(AFM)、光学显微镜(OM)和透射电镜(TEM)等方法表征极薄带的表面形貌及微观组织,研究极薄带的屈服强度、抗拉强度和断后总延伸率等力学性能。结果表明:材料在冷轧过程中发生超延展现象,总延展率达36667%;极薄带厚度波动小,波动比为1.43%;轧制态时微观组织形成超细晶,主要由等轴晶粒和拉长晶粒组成,等轴晶粒平均尺寸小于300 nm,拉长晶粒宽度50~250 nm;退火态时微观组织绝多数晶粒为等轴晶,尺寸15~20μm;极薄带塑性成形性能良好,屈服强度120 MPa、抗拉强度250 MPa,断后总延伸率10.1%,是一种比较理想的微成形原料。 展开更多
关键词 极薄带 高纯钛 冷轧 超延展性
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连续柱状晶组织铜及铜合金的超延展变形行为与塑性提高机制 被引量：25
6
作者 谢建新 王宇 黄海友 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期2324-2336,共13页
以本文作者所在课题组近年来的工作为基础,介绍了高性能连续柱状晶组织纯铜的室温超延展性、热交换用连续柱状晶组织BFe10-1-1管材的高塑性以及高弹高导Cu-12%Al(质量分数)合金的室温塑性提升。研究发现,连续柱状晶组织的高取向性、平... 以本文作者所在课题组近年来的工作为基础,介绍了高性能连续柱状晶组织纯铜的室温超延展性、热交换用连续柱状晶组织BFe10-1-1管材的高塑性以及高弹高导Cu-12%Al(质量分数)合金的室温塑性提升。研究发现,连续柱状晶组织的高取向性、平直的低能小角晶界以及在强塑性变形过程中高组分的(001)"软"取向织构及不同于普通多晶组织的动态回复、组织演化特征,是其塑性提升、具有超延展变形能力的主要原因,总结了连续柱状晶组织塑性提高与超延展变形性的相关机制。研究结果为改善材料尤其是脆性材料和难加工材料的室温塑性与可加工性能提供了理论依据和新思路。 展开更多
关键词 连续柱状晶组织 室温超延展性 塑性提升 变形机制 织构 晶界 组织演化
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连续柱状晶组织纯铜室温超延展变形机理 被引量：4
7
作者 吴恒 张鸿 +3 位作者 吕佳峰 林超 刘建纲 陈彦旭 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2426-2433,共8页
通过下引式连续定向凝固设备,调控合理的工艺参数制备出表面光洁、单一?100?取向的柱状晶铜杆。然后经室温拉拔(不经过中间热处理),表现出超延展变形。通过组织观察和性能分析,发现其塑性变形可以分为3个阶段:一般硬化阶段(ε≤4.13),... 通过下引式连续定向凝固设备,调控合理的工艺参数制备出表面光洁、单一?100?取向的柱状晶铜杆。然后经室温拉拔(不经过中间热处理),表现出超延展变形。通过组织观察和性能分析,发现其塑性变形可以分为3个阶段:一般硬化阶段(ε≤4.13),低硬化速率阶段(4.13≤ε≤10.16),部分亚微米等轴晶粒形成阶段(ε≥10.16)。每个阶段的塑性变形行为各有不同,各有其特点。研究结果全面地概括连续柱状晶组织铜杆在室温拉拔过程中的变形机理,同时也为超细铜丝的制备提供必要的理论依据。 展开更多
关键词 铜杆 连续柱状晶组织 超延展变形 低硬化速率 亚微米等轴晶
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