易拉罐用铝材高温变形的流变应力行为及微观组织特征

被引量 : 15次 | 上传用户:war_and
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本研究针对我国当前易拉罐铝材生产中存在的铸锭内部冶金质量较国外的差、热轧加工工艺控制水平较落后等关键问题,采用高效铝熔体综合处理技术制备易拉罐用铝材,通过动态热/力模拟试验以及OM、TEM等现代分析手段,较系统地研究了热变形条件对该材料经均匀化后的高温流变应力行为和微观组织特征的影响规律,并通过试验数据的回归分析等,求解了该材料的材料常数、高温流变应力方程以及热变形微观组织性能的预测模型,探讨了该材料热变形过程中的动态软化机理。获得了以下主要研究结果:(1)各试验条件下,流变应力在达到峰值之后均表现出了不同程度的软化。变形温度对高温流变应力具有显著的影响,在应变速率一定的条件下,随着变形温度的升高,动态软化的趋势也越明显,流变应力降低,峰值应力对应的真应变值减小,进入稳态流变的真应变值则增大。应变速率对高温流变应力的影响较复杂,当应变速率低于1.0s-1时影响较显著,随应变速率的增大,流变应力明显提高,增大,而值则减小;当应变速率高于1.0s-1时的影响减弱。在较高的应变速率和变形温度条件下,流变应力曲线还表现出了多峰值的特征。此外,稳态流变应力与应变速率、变形温度之间满足Arrhenius方程,进一步表明该材料的热变形是受热激活控制的塑性变形过程。(2)采用作图法、最小偏差法和回归分析法求得的易拉罐用铝材的材料常数相当,其中最小偏差法求得的材料常数为:=189.95kJ/mol,=2.16×1013, =5.1914,=0.02185,该材料的热变形激活能远高于纯铝的自扩散激活能,也大于压力罐用铝材的热变形激活能,但低于铸态易拉罐用铝材的热变形激活能。这主要是由于易拉罐用铝材中Mn、Mg等合金元素降低了层错能,使得位错交滑移能力降低,更有利于产生动态再结晶。(3)通过多元线性回归分析,建立了流变应力与应变速率、真应变、变形温度的经验半定量关系;但充分虑到变形条件对加工硬化速率和动态软化速率的影响,又进一步采用Laasraoui与Jonas的峰前应力模型和Jonson-Mehl-Avrami的再结晶动力学模型,求得了更为准确的高温流变应力方程。(4)变形温度对易拉罐用铝材热变形微观组织的影响很显著。随着变形温度的升高,晶粒组织明显长大。变形温度低于400℃时,晶粒分布较不均匀,TEM观察还发现晶粒存在被拉长的趋势,晶内的位错密度也较高。变形温度高于400℃时,开始形成等轴且均匀分布的再结晶晶粒,晶内位错密度较低。应变速率对易拉罐用铝材热变形微观组织的影响较复杂。应变速率低于0.1s-1时晶粒较粗大,晶内位错密度也较低;应变速率高<WP=3>于1.0s-1时,晶粒便出现了被拉长的趋势,晶内位错密度明显升高;应变速率10.0s-1时,通过TEM观察到细小晶粒,该变形条件下可能发生了几何动态再结晶。变形量对微观组织也有明显的影响。变形量较小时,晶粒有被拉长的趋势,个别区域已经出现了细小的再结晶晶粒;变形量50%时,已发生了较充分的动态再结晶,晶粒呈等轴状;随着变形量的进一步增大,再结晶晶粒又一次被拉长。(5)晶粒尺寸d与Zener-Hollomon参数或与稳态流变应力之间存在类似Hall-Patch的关系,说明该材料的组织和性能受Z参数控制,即同时改变变形温度和应变速率而保持Z值不变则可获得一样的热变形组织和性能,该关系可用于易拉罐用铝材热变形组织性能的预测和控制。(6)TEM观察表明,该材料在热变形过程中主要通过重复多边化形成丰富的亚晶组织,通过亚晶的合并长大形成动态再结晶晶核,并通过晶界的迁移完成再结晶晶粒的长大;材料组织中的杂质相、夹杂物和均匀化处理后形成的细小弥散第二相等会阻碍位错运动,提高了变形储能,为动态再结晶创造了有利条件,因此经均匀化处理的易拉罐用铝材较铸态的具有更明显的动态再结晶特征。
其他文献
随着汽车和轮胎工业的飞速发展,有着良好性能的子午线轮胎得到了广泛的应用。子午线轮胎的研究也受到高度重视。在子午线轮胎的研究中,子午线轮胎性能的三维有限元分析是当前研
中国的启蒙运动是一项巨大的社会工程,自近代戊戌维新,到五四新文化运动,再到新时期思想解放潮流,在知识精英对大众进行现代性总动员思路的引领下,逐步构成了不断被遏制又相对完整
作为音乐艺术表现类别之一的声乐艺术,表演的再创造是其显著特征之一,也就是其整个实践活动的中介环节。它是声乐作品转化为音响流动形态,并直接与欣赏者发生审美交流的重要环节
随着真空微电子学的发展,碳纳米管场发射显示(CNT-FED)已经从理论研究进入到了实际应用阶段。在平板显示领域,特别是军事领域,CNT-FED有其固有的许多优势。丝网印刷是制备碳
根据有无照明光源,成像系统可以分为主动成像系统和被动成像系统两种。被动成像系统最大的特点就是本身不带光源,依赖于环境或目标的发光,容易受到环境光源的影响。主动成像
在全面推进素质教育的今天,中专英语教学面临着极大的机遇和挑战。怎样使中专英语教学符合素质教育的要求,怎样通过改善英语课堂教学使中专生掌握一定的英语基础知识和听、说
水利水电工程施工布置是施工组织设计的一项重要内容,由于其影响因素多,内容庞杂,因此,施工场地布置是一项复杂的工作。本文就水利水电工程施工布置三维设计、重要施工设施厂
建构主义学习理论是近年来出现的学习理论。随着建设学习型的社会,自主学习型的课堂以及终身学习的理念的发展,建构主义学习理论正日益受到英语教师及教育理论工作者的关注。
三岛由纪夫无论是在日本国内还是我国,都是一个迄今为止尚颇有争议的作家。虽然这种争议丝毫不影响他作为文学家的伟大性,但本文的要旨主要是集中在他的争议性上的。 事实上