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本论文选择3104铝合金板为实验材料,从理论分析和实验研究两个方面入手,重点研究了3104铝合金板在热轧、常规冷轧(有润滑和无润滑)、横向冷轧、异步轧制条件下显微组织和织构的演变规律;并研究了常规冷轧3104铝合金板在电场和强磁场退火条件下的显微组织和织构演变特征;同时,基于实测织构数据对铝合金板的制耳进行了定量预报,并提出了一种通过优化轧制工艺显著减小3104铝合金板材制耳的新方法。
实验结果表明,在热轧过程中,随热轧压下量增加,3104铝合金板的RotatedCube-{001}<110>组分明显增强。常规冷轧后,其织构显示明显“铜式”冷轧织构特征,即Copper-{112}<111>,S-{123}<634>,R/S-{124}<211>,Brass-{110}<112>和Goss-{110}<001>织构组分,且这些织构组分的取向密度随冷轧压下量增加而增强。研究发现润滑轧制可以有效降低板材厚度方向上织构组分的强度差异。与相同压下量常规冷轧板材相比,横向轧制削弱了铝合金板材中每一种冷轧织构组分而且增强了RotatedCube-{001}<110>和{110}织构组分。实验结果还表明,异步轧制的铝合金板材的慢速轧辊侧与快速轧辊侧的形变织构强度差别明显。
基于改进的Tucker单晶制耳模型,通过将晶体学取向空间(Euler空间)划分成若干数量的等体积取向单元,提出一种定量预报制耳的位置和大小的新方法,并利用实测极图数据确定出各取向元所占体积分数,按织构计权平均法计算出面心立方金属的制耳率。比较不同工艺制备板材的制耳率的实测值和计算值可知,此方法可快速地对制耳的形状、位置及大小进行准确预报。
采用三种不同初轧方式(不同冷轧道次压下量)将热轧3104铝合金板冷轧至相同厚度,之后对其进行中间退火和最终冷轧。实验结果表明,减小初轧道次压下量(即增加初轧道次)有利于提高初轧样品形变织构的强度,并使板材在随后的中间退火过程中易于形成较强的再结晶织构。这种较强的再结晶织构在最终冷轧过程中得以大量保留,通过再结晶织构和形变织构之间的相互平衡作用,从而有效地减少板材的各向异性,显著减小板材的制耳倾向。
阐明了电场退火能够显著抑制了深冲铝板的回复和再结晶、增强了立方(Cube)织构的强度且对低∑值重位点阵(CSL)晶界的形成产生影响的作用机理。综合分析了强磁场退火加速深冲铝板的再结晶形核和晶粒长大、增强了立方织构强度的影响规律。