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浅谈织构对纯铝板材各向异性的影响
- 2021-11-15-

  工业上常常需要生产筒形产品,诸如口杯、脸盆、水壶、弹壳、钢盔、易拉罐等等,生产方式一般是将轧制并热处理后的纯铝板进行冲压变形制成筒形产品。分析变形过程可知,材料在冲压变形时在筒壁圆周方向主要承受压应力,沿筒壁的轴向主要受拉应力。由于铝板材内通常有织构存在,使得铝板材的变形抗力呈各向异性,在同样应力状态下某些部分变形较多,另一部分则变形较少,终端会造成制耳现象。因此,织构会使冲压成形后的零件边沿起伏较大,须作较大切除而浪费材料,甚至由于起伏过大而使零件报废,另一方面也会使产品厚度不均,影响产品质量。

  铝合金中轧制织构是较为常见的一种变形织构,纯铝板在加工生产过程中都要经过轧制变形。铝合金主要有以下几种变形织构组分∶黄铜织构{011}<211>,S织构{123}<634>,铜织构{112}<111>,还可能形成戈斯织构{011}<100>,表面纤维织构{001}<110>。大变形轧制后经过再结晶退火,主要形成再结晶立方织构{001}<100>,R织构{124}<211>以及残留的轧制织构。通常,这几种织构组分会存在于同一冷轧板内,每种组分的多少与金属的层错能有很大关系。铝合金属于层错能高的金属,其塑性变形机构主要是位错滑移,其织构的{112}<11>组分较强,{110}<112>组分较弱,R织构{124}<211>产生于原位再结晶。

  由于织构的存在,纯铝板在深冲时就容易先沿冲杯的边缘部位扩展变形,而呈现凹凸不平状,即形成制耳。在铝合金中很难制成无织构的板材,主要变形织构之一S织构和再结晶R织构会造成很强的45°制耳,而再结晶立方织构会造成很强的0°或90°制耳。克服制耳的方法往往是设法制成弱织构板材,如降低冷轧变形量以减弱再结晶织构,或防止晶粒长大以避免织构的强化。纯铝板织构与制耳的关系可以看出当织构很弱时制耳现象消失,强烈的再结晶织构会造成90°制耳,强变形织构则会造成45°制耳。

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