现在，具有高的强度和可成形性的金属零件（即片材金属）的生产代表汽车、航天和组装行业的大的挑战。本发明专利技术涉及新的塑性变形工艺，其通过控制应变路径变化使得生产的片材金属具有１－２微米的晶粒尺寸，因此在保持相同的可成形性的情况下具有的屈服点是例如通过常规轧制方法获得的３－４倍。该方法容易以工业化的规模实施并且其优化仅需要表征相对于剪切应变的厚度减小率和应变路径变化的幅值的两个操作参数。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通过受控制的应变路径变化的金属部件的晶粒细化的方法
技术介绍
现在，具有高的强度和可成形性的金属零件(即片材金属)的生产代表汽车、航天 和组装行业的大的挑战。重量减小、原材料的节省和较少污染物排放是汽车和组装行业中 轻质材料的使用的主要驱动力。轧制是用来生产金属片材的常规技术。在这个工艺中，最终的片材厚度由以相同 速度旋转的两个辊(上和下)之间的距离决定。在轧制之后，材料通常呈现轧制纹理并且 有必要执行再结晶处理以便恢复材料的最初性能。在热处理之后，材料呈现通常在20和65 微米之间范围的晶粒尺寸。必须强调，按照Hall-Petch定律，屈服应力与晶粒尺寸成反比。已经开发出新的金属和合金(即高强度钢和系列5XXX，6XXX和7XXX的铝合金) 以满足新的生产要求。合金化基础材料允许获得较高的强度。然而，新的技术问题已经随 着这些新合金出现。例如，高强度钢呈现重要的弹回现象，该弹回现象有必要在塑性变形期 间被补偿。铝合金也呈现代表对大规模生产的巨大限制的负应变率敏感性。在这种情况下，对于上述工业的需要，允许具有细化的晶粒并且具有与高的r值 相容的晶体织构并因此具有高的可成形性的片材金属的生产的技术的发展是极其重要的。
技术实现思路
本专利技术涉及一种通过与应变路径变化相关联的压缩剪切应变状态的金属的晶粒 细化的工艺。通过在每个轧制步骤之后交替上辊和下辊的相对速度，获得应变路径变化。在第一优选方法中，通过与应变路径变化相关联的压缩剪切应变状态的金属的晶 粒细化的工艺应用于片材金属，其中应变路径变化通过在每个轧制步骤之后交替上辊和下 辊的相对速度而获得。在第二更优选的方法中，该工艺在至少在两个连续的轧制站中通过交替上辊和下 辊的相对速度在连续的简单压缩剪切下处理材料的塑性变形。在同样优选的另一方法中，应变路径变化的幅值(α)小于0.5。在更优选的方法 中，应变路径变化的幅值(α )位于-0. 13到0. 5的范围中。在其它方法中，更优选地，应变 路径变化的幅值位于-0. 13到0. 13的范围中。在同样优选的另一方法中，参数a大于1，如厚度减小率r和表观剪切应变、app之间的关系表示的权利要求1.在交替上辊和下辊的相对速度的连续步骤期间通过受控制的应变路径变化在简单 压缩剪切塑性变形下的晶粒细化的工艺。2.根据权利要求1所述的在交替上辊和下辊的相对速度的连续步骤期间通过受控制 的应变路径变化在简单压缩剪切塑性变形下的晶粒细化的工艺，特别强调在片材金属中。3.根据权利要求2所述的通过受控制的应变路径变化在简单压缩剪切塑性变形下的 晶粒细化的工艺，在上辊和下辊的相对速度交替的至少两个工作站中进行所述工艺。4.根据前述权利要求所述的通过受控制的应变路径变化的晶粒细化的工艺，其特征在 于，应变路径变化的幅值(α)小于0.5。5.根据权利要求4所述的通过受控制的应变路径变化的晶粒细化的工艺，其特征在 于，应变路径变化的幅值(α )位于-0. 13到0. 5的范围中。6.根据权利要求5所述的通过受控制的应变路径变化的晶粒细化的工艺，其特征在 于，应变路径变化的幅值(α)位于-0. 13到0. 13的范围中。7.根据权利要求1、2和3所述的通过受控制的应变路径变化的晶粒细化的工艺，其特 征在于，由厚度减小率r与表观剪切应变Y app之间的以下关系表示的，参数“a”大于1，8.根据前述权利要求所述的通过受控制的应变路径变化的晶粒细化的工艺，其特征在 于，由厚度减小率r与表观剪切应变Y app之间的以下关系表示的，参数a在1. 2-2. 5的范 围中，9.根据前述权利要求所述的通过受控制的应变路径变化的晶粒细化的工艺，其特征在 于，由厚度减小率r与表观剪切应变Yapp之间的以下关系表示的，参数“a”在1. 75-2. 5的 范围中，10.根据权利要求2到9所述的工艺，其特征在于，生产的金属片材厚度减小率高于 500%。11.根据权利要求2到9所述的工艺，其特征在于，生产的片材金属具有大约1-2微米 的晶粒尺寸，所述晶粒尺寸能够通过低温下的热处理被稳定化。12.根据权利要求2到9所述的工艺，其特征在于，生产的片材金属在保持相同程度的 可成形性的情况下是不交替辊的相对速度的常规工艺中获得的片材金属的屈服应力的3-4倍。13.用于根据所有权利要求所述的通过受控制的应变路径变化的金属零件的晶粒细化 的设备，其特征在于，在一个或更多个工作站中，材料在简单压缩剪切下塑性变形，并且在 每道次之后所述上辊和下辊之间的相对速度交替。14.根据权利要求1-12产生的金属零件，其特征在于，通过受控制的应变路径、在连续 的步骤中通过简单压缩剪切的塑性变形和在每个变形步骤之后交替所述上辊和下辊的相 对速度，获得晶粒细化。15.根据前述权利要求，所述金属零件是金属片材。16.根据前述权利要求，所述金属片材是钢或铝片材。全文摘要现在，具有高的强度和可成形性的金属零件(即片材金属)的生产代表汽车、航天和组装行业的大的挑战。本专利技术涉及新的塑性变形工艺，其通过控制应变路径变化使得生产的片材金属具有1-2微米的晶粒尺寸，因此在保持相同的可成形性的情况下具有的屈服点是例如通过常规轧制方法获得的3-4倍。该方法容易以工业化的规模实施并且其优化仅需要表征相对于剪切应变的厚度减小率和应变路径变化的幅值的两个操作参数。文档编号C21D7/00GK102066585SQ200980119057 公开日2011年5月18日 申请日期2009年5月27日 优先权日2008年5月28日专利技术者E·费尔南德劳奇, F·巴尔拉特, G·文泽, J·J·德阿尔梅达格拉西奥, J-W·允 申请人:阿威罗大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
在交替上辊和下辊的相对速度的连续步骤期间通过受控制的应变路径变化在简单压缩剪切塑性变形下的晶粒细化的工艺。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·J·德阿尔梅达格拉西奥，
申请(专利权)人：阿威罗大学，
类型：发明
国别省市：PT
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