纯铝异步轧制剪切形变直接观察及组织性能研究

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1、上海交通大学硕士学位论文摘要纯铝异步轧制剪切应变观测及组织性能研究摘要异步轧制作为强烈塑性变形方法的一种可以用来制备超细晶材料，具有较好的应用前景。但是由于轧辊和被轧制试样之间的摩擦力不够异步轧制过程中经常会发生打滑，影响轧制过程的稳定性。本文通过对异步轧制过程的研究改进了异步轧制设备，在异步轧制轧辊的表面用车床车出细致的条纹，增加轧辊的表面粗糙度，增大了轧辊和试样接触面的摩擦力，有效地防止了试样打滑，从而改善了轧制过程的稳定性。并且在改进异步轧制试样中获得了更为显著的剪切形变。强烈塑性变形过程中剪切形变对晶粒细化有着至关重要的作用。本文通过异步轧制镶入方法直接观察和测量了异步轧制过程中

2、的剪切形变，对异步轧制过程中的剪切形变做了定量的研究。并进一步分析和讨论了异步轧制过程中剪切形变的大小和变化趋势。本文在研究异步轧制剪切形变的同时对同步轧制、异步轧制和改进异步轧制后工业纯铝试样的力学性能作了研究。通过轧制后试样的单向拉伸实验、扫描断口观察和显微硬度测试，测定并比较了不同轧制方式获得的工业纯铝的力学性能。并且在研究中发现改进异步轧制试样的力I上海交通大学硕士学位论文摘要学性能显著优异于同步轧制试样。具体表现在改进异步轧制在塑性降低不大的情况下显著提高了工业纯铝的抗拉强度和显微硬度。这得益于改进异步轧制提高轧制试样的剪切形变细化了晶粒，从而提高了工业纯铝的力学性能。本文通过

3、对轧制后试样的电子背散射衍射成像（EBSD）和透射电子显微镜（TEM）分析证实了在改进异步轧制后的工业纯铝中获得了较为均匀的超细大角度晶粒（～0.5μm）。确认了在三种轧制方法中改进异步轧制对工业纯铝的晶粒细化效果最好，也最为明显。并且分析了异步轧制细化晶粒的微观机制，讨论了在异步轧制过程中剪切形变对晶粒细化的作用。关键词：工业纯铝，超细晶，异步轧制，改进异步轧制，剪切形变，力学性能，显微组织II上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTMECHANICALPROPERTIESANDMICROSTRUCTUREOFASYMMETRICALLYROLLEDPUREALUMINIUMANDIT

4、SSHEARDEFORMATIONOBSERVATIONABSTRACTAsymmetricrolling(ASR)isoneofthemethodsofsevereplasticdeformation(SPD),whichcanbeusedtoproducematerialswithultra-finegrains(UFG).Inthisthesis,rollingmachinehasbeenimprovedinordertoachievebetterrolledmaterials.Sincetheexistenceofinsufficientfrictionbetweenroller

5、sandspecimen,rollingprocessisalwaysaccompaniedwithslidingbetweenthem,thusthestabilityofrollingisgreatlyweakened.TherollerofASRmachineisimprovedbymakingfinestripesonitssurface,andthefrictionbetweenrollerandspecimenisincreasedandtherollingmachineimproved.Resultsshowthatlargersheardeformationhasbeen

6、achievedintheasymmetricrollingwithmismatchratioof1.5.SheardeformationisbelievedtobeacriticalfactorforgrainrefinementinUFGmaterials.ThroughinsertingasmallmarkedblockintospecimenIII上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTsheardeformationofASRisdirectlyobserved.Furtherworkhasbeendoneinordertounderstandtheamountofsheard

7、eformationanditschanges.Alongwiththeobservationofsheardeformation,mechanicalpropertiesofspecimenpreparedbyConventionalRolling(CR),AsymmetricRolling(ASR)andImprovedAsymmetricRolling(IASR)specimenhavebeenthoroughlycompar