【導(dǎo)讀】三輥行星軋機(jī)是一種軋制變形量大，軋制溫度高的先進(jìn)軋制機(jī)械，被應(yīng)用于軋制半成品或成品圓棒無縫鋼管生產(chǎn)等，并應(yīng)用到銅管材生產(chǎn)中，成功地軋制出完全再結(jié)晶的細(xì)晶銅管材。對(duì)三輥行星軋制過程中停機(jī)取樣獲得的銅鋁復(fù)合管（Aluminumclad. 復(fù)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(fù)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(jié)果對(duì)鋁合金陽極覆膜的時(shí)候 ，由于銅鋁形成微電池銅溶解消失，使得銅管組織的進(jìn)一步觀察受阻。在后續(xù)對(duì)銅進(jìn)行顯微硬度的測試也中斷，這是本課題 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 書（論文） 第 19 頁 共 23 頁 制定實(shí)驗(yàn)方案上的一個(gè)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(jié)晶現(xiàn)象應(yīng)該是能實(shí)現(xiàn)的。 表 3 銅管坯 1— 6 號(hào)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(duì)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(nèi)側(cè)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(dòng)態(tài)軟化相互競爭的結(jié)果。 圖 22 鋁合金管坯顯微維氏硬度與相對(duì)變形量的關(guān)系（置信度為 95%） 在塑性變形過程中 ， 隨著金屬內(nèi)部組織的變化 ， 金屬的力學(xué)性能也將產(chǎn) 生明顯的 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)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(qiáng)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(nèi)部同時(shí)進(jìn)行著加工硬化與動(dòng)態(tài)回復(fù) 、 再結(jié)晶軟化兩個(gè)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(dòng)態(tài)軟化 兩者之間的相互影響相互競爭的關(guān)系。 對(duì)曲線的解讀可以包括以下幾個(gè)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(dāng)硬度達(dá)到最大峰值后急劇下降，最后穩(wěn)定到一個(gè)較小值，但仍比軋前大，因?yàn)?變形使得再結(jié)晶晶粒內(nèi)部產(chǎn)生位錯(cuò)纏結(jié)，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(dá)到最大 峰值之前 ， 加工硬化占主導(dǎo)地位 ， 硬化 作用大于軟化作用 ； 當(dāng)應(yīng)力達(dá)到極大值后 ， 隨著 動(dòng)態(tài)再 結(jié)晶的加快 ，軟化作用 開始大于硬化作用 ， 于是曲線下降 ； 當(dāng)由變形造成的硬化與再結(jié)晶所造成的軟化達(dá)到平衡時(shí) ， 曲線進(jìn)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(nèi)側(cè)區(qū)域的硬度更 大， 這是因?yàn)榭拷堓亝^(qū)域摩擦力較大，變形大，加工硬化能力強(qiáng)。 而中心區(qū)域與內(nèi)測區(qū)域的硬度基本相同。 值得注意的是， 一般認(rèn)為對(duì)于層錯(cuò)能較高的金屬，位錯(cuò)易攀移交滑移，此類材料熱變形過程中的動(dòng)態(tài)復(fù)原過程是動(dòng)態(tài)回復(fù) [16]。 所用 3003鋁合金 之所以 發(fā)生 動(dòng)態(tài) 再結(jié)晶 可能是因?yàn)槿佇行擒堉埔坏来蔚淖冃?量達(dá) 80%以上，能夠提供很大的形變量 。同時(shí)本實(shí)驗(yàn)的加工工藝參數(shù)為再結(jié)晶的研究提供了數(shù)據(jù)積累。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 書（論文） 第 21 頁 共 23 頁 結(jié) 論 本實(shí)驗(yàn)主要研究銅鋁復(fù)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(jié)論： 銅鋁復(fù)合管經(jīng) 三輥行星軋制加工 變形 后 ， 復(fù)合管的鋁 合金 第二相分布均勻，晶粒細(xì)化均勻， 樣品的再結(jié)晶程度比較完全；復(fù)合管中的銅晶粒得到細(xì)化，再結(jié)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(dòng)態(tài)軟化 的 共同影響，其數(shù)值并非一直增大，當(dāng)硬度 增大 到峰值 133 后， 因獲得細(xì)小再結(jié)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(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(qiáng)。 銅鋁復(fù)合管經(jīng)三輥行星軋制后，其力學(xué)性能及組織均得到優(yōu)化和改善。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)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(xué)姐的 悉心 指導(dǎo) 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(shí)，從王亞麗那里學(xué)到了實(shí)驗(yàn)的方 法 和其他相關(guān)知識(shí) 。 近 一 個(gè) 學(xué)期的相處中 ， 王老師 特別是王亞麗學(xué)姐教會(huì)了我很多 知識(shí) ，同時(shí)我也從中 學(xué)會(huì)了 為人處事的 道理，在此向王老師和王 亞麗 學(xué)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(shí)驗(yàn)提供珍貴的樣品和眾多前沿資料，使本課題能夠在一個(gè)比較高的起點(diǎn)上進(jìn)行研究。 同時(shí)感謝學(xué)院能給我們提供良好的選題機(jī)會(huì)和研究條件， 謹(jǐn) 向各位領(lǐng)導(dǎo)表示誠摯的敬意和謝忱。 此外 感謝 實(shí)驗(yàn)室的所有工作人員和老師 ， 還有部分學(xué)長和同學(xué)， 他們?cè)谖业?實(shí)驗(yàn) 研究中給了極大地幫助 。 感謝南京理工大學(xué)材料 科學(xué)與工程學(xué)院 的所有老師傳授給我知識(shí)。 從課題的選擇到項(xiàng) 目的最終完成，他們都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在此謹(jǐn)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(xué)習(xí) 和工作 上 對(duì)我 的關(guān)心，感謝所有關(guān)心和支持我的人。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 書（論文） 第 23 頁 共 23 頁 參 考 文 獻(xiàn) [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?jiān)囼?yàn)機(jī)的設(shè)計(jì) . 裝備報(bào) ， 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(shù)報(bào) , 2021, 34 (2): 4345. [3] 陶炳旺，三輥行星軋管機(jī)的特點(diǎn)及軋 制功率的計(jì)算，有色金屬加工報(bào) 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(jié)構(gòu)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(jī)的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析 . 重型機(jī)械 報(bào) ,1995,2: 3134. [6] 劉松泉 , 席正海 . 三輥行星軋管機(jī)運(yùn)動(dòng)速度研究 . 鋼管 . 1991, (2):3439. [7] 項(xiàng)德 . 三輥行星軋機(jī)軋制力能參數(shù)的研究與計(jì)算 . 冶金設(shè)備 . 1990, (3):15. [8] . 3輥行星軋機(jī) (PSW)軋制無縫管的試驗(yàn)研究 . 國外鋼鐵 , 1991,(2):48～54. [9] 董順德 ,王世中 , 段廣超 .行星軋機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式和軋管組織變化 .鍛壓裝備與制造技術(shù) ,(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(xué)報(bào) . (6):7073. [13] 張光亮，李冰，李章剛，張世宏， PSW軋機(jī)軋輥建模及參 數(shù)化設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)與應(yīng)用，有色金屬加工 ， 2021,34(5): 2326. [14] 楊志 , 張偉強(qiáng) , 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(shù)大學(xué)碩士學(xué)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(xué)報(bào) , 2021, 16(5): 881885. [16] 毛衛(wèi)民 , 趙新兵 .金屬的再結(jié)晶與晶粒長大 .第一版 . 北京 : 冶金工業(yè)出版社 , 1994.