材料的复合,尤其是异种金属材料的复合,为多功能材料的开发提供了一个新技术途径。采用轧制工艺生产双金属产品,优于爆炸焊、扩散焊等工艺,是一种十分经济实用的方法。轧制复合工艺经历了热轧复合、等辊冷轧复合、肆步轧制复合等阶段。因轧制过程金属变形的复杂性,其理论研究处于探索完善阶段。本文试图探讨双金属轧制连接的机理,对轧制连接进行理论分析,探寻轧制参数对轧制连接的影响规律,找出合理的轧制条件。 1.本文首先分析了双金属轧制的塑性变形连接机理,提出界面上下层金属均发生塑性变形时即为轧制连接点位置的假定,随后以金属屈服变形为判据,针对轧制双金属夹片的连接,采用主应力法,推导出了金属界面连接点位置、中性点位置和轧后厚度比等参数的理论模型,并通过改变轧制条件参数,找出了连接率、轧后厚度比随轧制条件的变化关系。 2.运用大型有限元软件MARC,建立轧制模型,编写过程文件,设置不同的轧制条件参数。在不同的轧制变形率、金属材料、轧制速度、轧辊与轧件及轧件相互问的摩擦环境等条件下进行仿真,获得了轧制连接率和轧后厚度比的值,得出了与工程法分析相近的结论。同时,运用MARC对双金属轧制仿真,可以得到轧制过程界面受力、塑性变形等数值分布。 3.进行了双金属轧制的实验,通过与理论分析结果对比,认为仿真分析比工程法分析更精确。 通过工程法分析、MARC仿真分析和实验研究,本文对双金属轧制连接得到了以下结论和认识:①两种金属材料屈服强度越相近,轧制连接率越大,若金属材料的屈服强度差异过大,则不会连接;②变形率越大,连接长度就越大,但连接率随变形率增加,呈先增后降的趋势,说明有一最佳轧制变形率;③金属界面摩擦系数越大越有利于连接;④轧制外硬内软双金属夹片,轧后覆层厚度比随两种金属的屈服强度差异增大而增大;⑤轧制连接率随轧制速度的增加而减小,因而轧制速度相对小些有利于轧制连接。