3104铝合金热轧组织演变的数值模拟分析研究.pdf

3104锅合会热轧组织演变的数值模拟研究 摘 要 处理强化铝合金，其热轧开坯及终轧制度对易拉罐板材的性能有重要影响。本文采 用热变形模拟与数值模拟相结合的方法对3104铝合金热轧过程的显微组织演变进 行研究。 300～500 0(2，变形速率为0．0l～20S～。结果表明：在低应变速率(S1s。1)条件下，流动 应力随着应变的增加而增大，达到峰值后趋于平稳，表现出动态回复特征；而在高 应变速率(10s‘1)条件下，随着应变的增加，流动应力出现锯齿波动，达到峰值后逐 渐下降，表现出不连续动态再结晶特征。本构分析表明：可以采用双曲正弦来描述 3104铝合金高温热压缩变形流变行为，热变形激活能215kJ／mol。计算峰值应力与 实测峰值应力之间的相对误差在±10％之内。 s‘1 过力学软化法和金相组织对比，建立了3104铝合金热轧再结晶动力学模型。结果发 现，3104铝合金道次间软化率随着变形温度和保持温度的升高和道次间停留时问的 延长而增大，该合金高温停留时容易发生静态再结晶。因此，3104铝合金多道次轧 制过程中的再结晶程度控制，除控制热轧变形工艺参数外，还应严格控制道次间的 停留时间和保持温度等工艺参数。 以1100铝合金工业热轧的现场实测数据为依据，运用塑性有限元法探索了铝合 金热轧合理的边界条件参数。发现工件的温度场主要受热传导系数的影响，当工件 速度达到轧辊线速度的90％以上时，摩擦因子对工件温度场的影响可以忽略不计。 同时还给出了热传导系数与接触压力之间的定量关系。 通过引入热变形过程得到的材料本构模型、再结晶动力学模型和边界条件，以 力．组织耦合分析。模拟结果表明：在多道次热轧过程中，由于外摩擦和变形区形 状因子的作用，使得变形不均匀，造成再结晶百分数沿轧件厚度分布也是不均匀的， 在前面的道次上，轧件表面附近因发生较大的塑性变形而观察到较明显的再结晶行 为，随着道次的增加，轧件心部才发生较明显的再结晶行为，使再结晶得以贯穿整 个厚度。 1 关键词：304铝合金；热轧；热变形；数值模拟；本构方程；再结晶 U Abstract arethemainmaterialsfor cans， 104and pop 3204)aluminumalloy 3X04(3004，3 seriesthatcannotbe heattreatments·It’s and totheA strengthenedby belong 1．Mn．Mg for roleonthesheets and a pop rulesof playgreatimportant finishingrolling cogging hot of themicrostructureevolution rolling were to during cans．Tests