【導讀】三輥行星軋機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晶的細晶銅管材。對三輥行星軋制過程中停機取樣獲得的銅鋁復合管（Aluminumclad. 復合管在不同變形量下的硬度值。通過比較分析可知，銅鋁后復合管在大變形軋。急劇下降，最終穩(wěn)定下來，其值略大于軋前。

　　

【正文】 結果對鋁合金陽極覆膜的時候 ，由于銅鋁形成微電池銅溶解消失，使得銅管組織的進一步觀察受阻。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)設計說明 書（論文） 第 19 頁 共 23 頁 制定實驗方案上的一個失誤。 盡管位置 7 和 8 沒有能夠獲得組織照片，但是從變形量以及別人的工作成果 [15]可以得出再結晶現(xiàn)象應該是能實現(xiàn)的。 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。 如圖 22 所示 為 不同變形量下靠近外邊緣區(qū)域、中心區(qū)域和內側區(qū)域 的維氏硬度 變化曲線，其中置信度為95%。 從 該 圖可以看出顯微硬度總體上的變化趨勢是先急速增加隨后緩慢增加到峰值后快速下降并趨于某一數(shù)值，這是加工硬化和動態(tài)軟化相互競爭的結果。 圖 22 鋁合金管坯顯微維氏硬度與相對變形量的關系（置信度為 95%） 在塑性變形過程中 ， 隨著金屬內部組織的變化 ， 金屬的力學性能也將產(chǎn) 生明顯的 本科畢業(yè)設計說明 書（論文） 第 20 頁 共 23 頁 變化 ， 即隨著變形程度的增加 ， 金屬的強度、硬度增加 ， 而塑性、韌性下降 ， 這一現(xiàn)象即為加工硬化。 另外， 在熱加工過程中 ,在材料 內部同時進行著加工硬化與動態(tài)回復 、 再結晶軟化兩個相反過程 ， 可以在一定程度上相互抵消。 圖 22的曲線很好地反映了 加工硬化和動態(tài)軟化 兩者之間的相互影響相互競爭的關系。 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 變形使得再結晶晶粒內部產(chǎn)生位錯纏結，所以軋制后的鋁合金管的硬度比軋前有所提高 。由此可知， 在 硬度達到最大 峰值之前 ， 加工硬化占主導地位 ， 硬化 作用大于軟化作用 ； 當應力達到極大值后 ， 隨著 動態(tài)再 結晶的加快 ，軟化作用 開始大于硬化作用 ， 于是曲線下降 ； 當由變形造成的硬化與再結晶所造成的軟化達到平衡時 ， 曲線進入穩(wěn)定態(tài)階段 。 外邊緣區(qū)域的硬度整體上比中心區(qū)域和內側區(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。 而中心區(qū)域與內測區(qū)域的硬度基本相同。 值得注意的是， 一般認為對于層錯能較高的金屬，位錯易攀移交滑移，此類材料熱變形過程中的動態(tài)復原過程是動態(tài)回復 [16]。 所用 3003鋁合金 之所以 發(fā)生 動態(tài) 再結晶 可能是因為三輥行星軋制一道次的變形 量達 80%以上，能夠提供很大的形變量 。同時本實驗的加工工藝參數(shù)為再結晶的研究提供了數(shù)據(jù)積累。 本科畢業(yè)設計說明 書（論文） 第 21 頁 共 23 頁 結 論 本實驗主要研究銅鋁復合管中鋁合金軋前軋后及不同變形量下的組織演變和顯微維氏硬度變化，銅在不同變形量下的組織演變。得到以下結論： 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， 樣品的再結晶程度比較完全；復合管中的銅晶粒得到細化，再結晶較完全，并能夠產(chǎn)生眾多孿晶。 3003 鋁合金 管軋制過程中 ，顯微 硬度 開始慢慢增加，由于受 加工硬化和 動態(tài)軟化 的 共同影響，其數(shù)值并非一直增大，當硬度 增大 到峰值 133 后， 因獲得細小再結晶組織而 急劇 降低 ，最后其值穩(wěn)定在 51 左右。 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)域和內側區(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。 銅鋁復合管經(jīng)三輥行星軋制后，其力學性能及組織均得到優(yōu)化和改善。 本科畢業(yè)設計說明 書（論文） 第 22 頁 共 23 頁 致 謝 本文是在王經(jīng)濤 老師 和王亞麗學姐的 悉心 指導 及 幫助下 積極 完成的，通過本次研究 ， 從王經(jīng)濤 老師 那里 得 到了豐富的理論知識，從王亞麗那里學到了實驗的方 法 和其他相關知識 。 近 一 個 學期的相處中 ， 王老師 特別是王亞麗學姐教會了我很多 知識 ，同時我也從中 學會了 為人處事的 道理，在此向王老師和王 亞麗 學姐表示衷心感謝。 感謝 江蘇興榮高新科技股份有限公司為實驗提供珍貴的樣品和眾多前沿資料，使本課題能夠在一個比較高的起點上進行研究。 同時感謝學院能給我們提供良好的選題機會和研究條件， 謹 向各位領導表示誠摯的敬意和謝忱。 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 。 感謝南京理工大學材料 科學與工程學院 的所有老師傳授給我知識。 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。在此謹致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 最后感謝我的父母 和親戚朋友 在生活、學習 和工作 上 對我 的關心，感謝所有關心和支持我的人。 本科畢業(yè)設計說明 書（論文） 第 23 頁 共 23 頁 參 考 文 獻 [1] 張士宏 , 王炳德 , 朱士光 , 李冰 , 張海渠 , 劉勁松 . 一種新型三輥旋軋試驗機的設計 . 裝備報 ， 2021， 01(15): 4041. [2] 岳峰麗 , 劉勁松 . TP2 銅管坯三輥行星旋軋變形規(guī)律模擬 . 鍛壓技術報 , 2021, 34 (2): 4345. [3] 陶炳旺，三輥行星軋管機的特點及軋 制功率的計算，有色金屬加工報 2021, 32 (5): 2832. [4] 李冰 , 張世宏 , 張海瞿 , 張光亮 . 三輥行星軋制過程中銅管的顯微結構變化和性能特征研究 . 2021, 17:499505. [5] 那慶榮 , 沈家剛 . 三輥行星軋機的運動及動力分析 . 重型機械 報 ,1995,2: 3134. [6] 劉松泉 , 席正海 . 三輥行星軋管機運動速度研究 . 鋼管 . 1991, (2):3439. [7] 項德 . 三輥行星軋機軋制力能參數(shù)的研究與計算 . 冶金設備 . 1990, (3):15. [8] . 3輥行星軋機 (PSW)軋制無縫管的試驗研究 . 國外鋼鐵 , 1991,(2):48～54. [9] 董順德 ,王世中 , 段廣超 .行星軋機的運動形式和軋管組織變化 .鍛壓裝備與制造技術 ,(4):30～ 32. [10] ChihKangShih, ChinghuaHung, RayQuenHsu. The finite elementanalysis on plaary rolling process. Journal of Materials Processing Technology. , 115123. [11] ChihKangShih, ChinghuaHung. Experimentaland numericalanalyses on threeroll plaary rolling process. Journal of Materials Processing Technology, , 702709. [12] 楊志 , 張士宏 , 許沂 . 連鑄銅管坯三輥行星軋制的有限元模型建立 . 塑性工程學報 . (6):7073. [13] 張光亮，李冰，李章剛，張世宏， PSW軋機軋輥建模及參 數(shù)化設計軟件的開發(fā)與應用，有色金屬加工 ， 2021,34(5): 2326. [14] 楊志 , 張偉強 , 張士宏 . 三輥行星軋制銅管的有限元數(shù)值模擬 . 遼寧工程技術大學碩士學位論文 , 20211201. [15] 劉東華 , 蘇玉長 , 鄧楚平 , 胡其平 , 潘志勇 . 三輥行星軋制過程中 ACR紫銅管的組織和性能演變 . 中國有色金屬學報 , 2021, 16(5): 881885. [16] 毛衛(wèi)民 , 趙新兵 .金屬的再結晶與晶粒長大 .第一版 . 北京 : 冶金工業(yè)出版社 , 1994.