【正文】 ............................................................................. 8 硬度測定 .................................................................................................... 10 3 實驗結(jié)果與分析 ........................................................................................................... 10 3003鋁合金的組織演變 .................................................................................................................10 銅管坯的組織演變 ...........................................................................................................................15 鋁合金管坯的硬度值變化 ...............................................................................................................19 結(jié) 論 ............................................................................................................................. 21 致 謝 ............................................................................................................................. 22 參 考 文 獻 ..................................................................................................................... 23 本科畢業(yè)設(shè)計說明 書（論文） 第 1 頁 共 23 頁 1 緒論 三輥行星軋機 (Pla Schraege Walzwerk，簡稱 PSW)，是一種軋制變形量大，軋制溫度高的先進軋制機械，被應用于軋制半成品或成品圓棒無縫鋼管生產(chǎn)等，并應用到銅管材生產(chǎn)中，成功地軋制出完全再結(jié)晶的細晶銅管材，是當今比較先進的軋機，目前國內(nèi)外有眾多專家對其展開研究。軋輥又相對與行星輪軸線偏轉(zhuǎn)一偏轉(zhuǎn)角 α（圖 3） ，因此，軋輥的斜面在轉(zhuǎn)動中形成一種推力，推動軋件在減徑的同時通過孔型 α=0 時無軋制能力，軋件原地旋轉(zhuǎn)； α≠0 時軋件向前分力正比于 , α值大，軋制力大 ， 電機需更大的功率； α值小軋件向前分力小，軋輥每轉(zhuǎn)一周向前移動距離小。 圖 4 旋軋過程中端面外形變化 三輥行星軋制工藝的優(yōu)點有： （ 1） 三輥行星軋機軋制銅管坯時 , 由于軋輥的傾斜角和偏轉(zhuǎn)角的作用 , 坯料的運動形成了螺旋形運動軌跡。僅在鋼、銅及白銅合金、銅鋁復合管上應用成功。 三輥行星軋制國內(nèi)外研究進展 三輥行星軋機 (PSW)最初是由德國施羅曼 西馬克公司于 1974年研制成功，用于軋制鋼棒材，后應用到軋制無縫鋼管材，對鋼管生產(chǎn)工藝產(chǎn)生了根本性的變革。這方面的研究有楊志，張偉強，張士宏等對三輥行星軋制銅管的有限元數(shù)值模擬 [14]；劉東華等對三輥 行星軋制過程中 ACR 紫銅管的組織和性能演變研究 [15]等。其中 3003 屬 AlMn 系鋁合金，耐蝕性能好，加工成型性能優(yōu)良，并具有較好的低溫性能，但不 能通過熱處理強化，只能通過冷作硬化來提高其強度，適用于耐蝕性和受力不大的零件。傾斜角 50176。 本科畢業(yè)設(shè)計說明 書（論文） 第 9 頁 共 23 頁 圖 7 銅鋁復合管軸向截面外觀 值得注意的是，由于本實驗對象是復合管，當對其中一種材料腐蝕的時候難免會受到另一種材料的影響，因此，我們先選擇對銅管試樣進行腐蝕，然后再對鋁合金試樣進行腐蝕，即選擇分開腐蝕的 方法。 硬度測定 硬度測試采用 HVS1000Z 自動轉(zhuǎn)塔式顯微維氏硬度計。 本實驗也是采用電解拋光 加陽極覆膜的方法腐蝕組織的。位置 4 的組織總體上比位置 3 的要小。 位置 8 處和位置7 組織相似，產(chǎn)生細小再結(jié)晶，但都沒有發(fā)生完全再結(jié)晶。當試樣的組織單元由于壓延的結(jié)果順著一個方向發(fā)生形變時，測試線應當與被拉長的晶粒方向放置成約 40o 角。 表 3 銅管坯 1— 6 號位置處金相顯微組織晶粒尺寸（ um） 試 樣 金相顯微組織晶粒尺寸 /um 1 2 3 4 5 6 鋁合金管坯的硬度值變化 如前所述，本課題只對鋁合金管 的顯微維氏硬度做了測試。 外邊緣區(qū)域的硬度整體上比中心區(qū)域和內(nèi)側(cè)區(qū)域的硬度更 大， 這是因為靠近軋輥區(qū)域摩擦力較大，變形大，加工硬化能力強。 3003 鋁合金在不同變形量下， 外邊緣區(qū)域的硬度整體上比中心區(qū)域和內(nèi)側(cè)區(qū)域更 大， 說明 靠近軋輥區(qū)域摩擦力較大，變形大，加工硬化能力強。 從課題的選擇到項 目的最終完成，他們都始終給予我細心的指導和不懈的支持。 此外 感謝 實驗室的所有工作人員和老師 ， 還有部分學長和同學， 他們在我的 實驗 研究中給了極大地幫助 。得到以下結(jié)論： 銅鋁復合管經(jīng) 三輥行星軋制加工 變形 后 ， 復合管的鋁 合金 第二相分布均勻，晶粒細化均勻， 樣品的再結(jié)晶程度比較完全；復合管中的銅晶粒得到細化，再結(jié)晶較完全，并能夠產(chǎn)生眾多孿晶。 對曲線的解讀可以包括以下幾個部分： 曲線總的變化趨勢是硬度值增加，但 不是處于規(guī)律均勻的增加，試樣硬度先隨變形量快速增加， 繼而 緩慢增加 ,當硬度達到最大峰值后急劇下降，最后穩(wěn)定到一個較小值，但仍比軋前大，因為 變形使得再結(jié)晶晶粒內(nèi)部產(chǎn)生位錯纏結(jié)，所以軋制后的鋁合金管的硬度比軋前有所提高 。在后續(xù)對銅進行顯微硬度的測試也中斷，這是本課題 本科畢業(yè)設(shè)計說明 書（論文） 第 19 頁 共 23 頁 制定實驗方案上的一個失誤。晶粒尺寸測試的方法如下： 通 常 會用晶粒直徑來表示晶粒大小， 但直徑只有對球體才具有明確意義，對形狀不規(guī)則的晶粒，其含義 不明確 ，而用“平均截距長度” L 來 表示晶粒大 小更 為 合適。 (a) （ b） 圖 11 位置 4 處鋁合金橫截面偏振光下金相顯微組織 （其中（ a）靠近軋輥一側(cè)組織 （ b）中心區(qū)域組織） 本科畢業(yè)設(shè)計說明 書（論文） 第 13 頁 共 23 頁 (a) (b) 圖 12 位置 5 處鋁合金橫截面偏振光下金相顯微組織 （其中（ a）靠近軋輥一側(cè)組織 （ b）中心區(qū)域組織） 隨著變形量的增大，細晶區(qū)的范圍往中心區(qū)域擴大，但晶粒伸長方向與水平方向夾角變小 , 組織趨于均勻化，如位置 6 金相圖 13 所示。 (a) （ b） 圖 10 位置 3 處鋁合金橫截面偏振光下金相顯微組織 （其中（ a）靠近軋輥一側(cè)組織 （ b）中心區(qū)域組織） 圖 10 顯示位置 3 處組織變形不均勻，在 圖 3（ a）靠近軋輥一側(cè)組織比圖 3（ b）中心區(qū)域組織細化明顯，這是因為靠近軋輥一側(cè)摩擦力比較大，變形也較大。當晶粒取向相近或 一 致時，由于氧化速度相同，使氧化膜厚度均勻，在偏振光下進行觀察時，則晶粒會顯現(xiàn)出相同的顏色。覆膜時，電流密度的大小對覆膜效果的影響很大，使其控制在 ~。試樣的選取方法如下：首先平行于軸線用線切割的方法獲得一定厚度管坯條塊，接著沿管坯 1— 8號黑線位置的徑向切割，然后對八個試樣的橫截面粗磨，拋光，腐蝕，觀察它們的金相組織。 實驗方法手段 實驗材料的加工 圖 5 實驗路線示意圖 圖 6 所示為 XR