【摘 要】
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高精度金属极薄带材的需求日益增多,为了探寻轧制过程中其力学性能与微观组织的演变规律,本文主要通过机械轧制法制备出极薄钛带材,并通过数值模拟、纳米压痕、金属拉伸、X射线衍射、扫描电子显微镜以及电子背散射衍射等分析测试手段对极薄钛带材的力学性能及微观组织进行表征分析,为金属极薄带材的制备提供理论依据。研究结果表明:（1）利用有限元对极薄钛带材进行轧制模拟,根据弹塑性理论进行剪切应力的等效应变计算,发现
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高精度金属极薄带材的需求日益增多,为了探寻轧制过程中其力学性能与微观组织的演变规律,本文主要通过机械轧制法制备出极薄钛带材,并通过数值模拟、纳米压痕、金属拉伸、X射线衍射、扫描电子显微镜以及电子背散射衍射等分析测试手段对极薄钛带材的力学性能及微观组织进行表征分析,为金属极薄带材的制备提供理论依据。研究结果表明:（1）利用有限元对极薄钛带材进行轧制模拟,根据弹塑性理论进行剪切应力的等效应变计算,发现随着累积变形量的增加,等效应变会逐渐增大,从20%累积变形量的0.582增至80%累积变形量的7.514。轧制过程中合适的润滑条件与辊凸度能够明显的降低粗糙度,改善表面质量,提高极薄钛带材尺寸公差精度;（2）在轧制变形过程中,滑移为异步轧制主要的塑性变形机制,其中{1（?）00}＜11（?）0＞柱面滑移为主,易于启动,协调塑性变形。同步轧制塑性变形机制由孪生向滑移转变,其中主要孪晶类型为{11（?）2}＜（?）（?）23＞（压缩孪晶）与{10（?）2}＜10（?）1＞（拉伸孪晶）;（3）在极薄钛带材轧制过程中会出现HCP-Ti向FCC-Ti的相转变现象,并且FCC-Ti的相含量会随着累积变形量的增加而增加,由20%累积变形量下的0.56%增加至80%累积变形量下的5.23%。在宏观与微观织构观察下,随着累积变形量的增加,极薄钛带材主要织构类型为{0001}面平行于ND方向,＜1010＞平行于RD方向的柱面织构;（4）经650℃/1h退火后,极薄钛带材拉伸性能会呈现出尺寸效应:随着厚度减薄,抗拉强度与延伸率都会出现越弱的特性,带材截面处呈现少/单层等轴晶。经轧制后极薄钛带材硬度显著提高,在80%累积变形量下极薄钛带材位移深度达到1000nm时所需载荷比原始带材提高57m N。极薄钛带材断裂行为从塑性断裂向解理断裂转变;
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