3104鋁合金熱軋組織演變的數(shù)值模擬研究.pdf

1、3X04(3004、3104、3204)鋁合金是主要的罐體材料，屬于A1-Mn-Mg系不可熱處理強化鋁合金，其熱軋開坯及終軋制度對易拉罐板材的性能有重要影響。本文采用熱變形模擬與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對3104鋁合金熱軋過程的顯微組織演變進行研究。 在Gleeble-1500熱模擬機上對3104鋁合金進行熱壓縮變形實驗，變形溫度為300～500℃，變形速率為0.01～20 s-1。結(jié)果表明：在低應(yīng)變速率(≤ls-1)條件下，流動應(yīng)

2、力隨著應(yīng)變的增加而增大，達到峰值后趨于平穩(wěn)，表現(xiàn)出動態(tài)回復(fù)特征；而在高應(yīng)變速率(≥10s-1)條件下，隨著應(yīng)變的增加，流動應(yīng)力出現(xiàn)鋸齒波動，達到峰值后逐漸下降，表現(xiàn)出不連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶特征。本構(gòu)分析表明：可以采用雙曲正弦來描述3104鋁合金高溫?zé)釅嚎s變形流變行為，熱變形激活能215 kJ/mol。計算峰值應(yīng)力與實測峰值應(yīng)力之間的相對誤差在±10％之內(nèi)。 利用Gleeble-1500熱模擬機，在變形溫度為400℃和500℃，應(yīng)變速率

3、為0.01 s-1和0.1s-1，道次間停留時間在30～120s對3104鋁合金進行雙道次等溫壓縮實驗，并通過力學(xué)軟化法和金相組織對比，建立了3104鋁合金熱軋再結(jié)晶動力學(xué)模型。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3104鋁合金道次間軟化率隨著變形溫度和保持溫度的升高和道次間停留時間的延長而增大，該合金高溫停留時容易發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶。因此，3104鋁合金多道次軋制過程中的再結(jié)晶程度控制，除控制熱軋變形工藝參數(shù)外，還應(yīng)嚴(yán)格控制道次間的停留時間和保持溫度等工藝參數(shù)。

4、 以1100鋁合金工業(yè)熱軋的現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)為依據(jù)，運用塑性有限元法探索了鋁合金熱軋合理的邊界條件參數(shù)。發(fā)現(xiàn)工件的溫度場主要受熱傳導(dǎo)系數(shù)的影響，當(dāng)工件速度達到軋輥線速度的90％以上時，摩擦因子對工件溫度場的影響可以忽略不計。同時還給出了熱傳導(dǎo)系數(shù)與接觸壓力之間的定量關(guān)系。 通過引入熱變形過程得到的材料本構(gòu)模型、再結(jié)晶動力學(xué)模型和邊界條件，以及對有限元軟件DEFORM-3D的二次開發(fā)，實現(xiàn)了3104鋁合金多道次熱軋過程的熱，力.