5052铝合金轧制织构演变的定量分析

应变的数学关系式。结果表明，在冷轧过程中初始的
织构逐渐转化为 纤维轧制织构，随冷轧压下量的增
加， 、 、
和
组分的体积分数减少，而 纤维组分的体积分数增加；织构体积分数与轧
制真应变的数学关系式能很好地模拟铝合金轧制过程中织构的演变；分析了轧制过程中不同织构组分的演变速
率，发现随轧制真应变的增加， 纤维组分的形成速率先增加而后降低。
卢忠铭 化学镀
合金工艺及镀层组织结构与性能的
研究
广州 华南理工大学
张翼 刘长海 王娅莉 化学镀非晶 理 表面技术
合金形成机
Electroless deposition of amorphous Ni-Mo-P coating on aluminium alloy using acid bath
Abstract:
应的织构体积分数与轧制真应变之间的数学关系 式对轧制过程中不同织构组分的演变速率进行定 量分析。
实验方法
工中各个阶段产生的晶体学织构将导致其塑性各
向异性，这对板材的机械性能和物理性能产生显著
影响 。为此，一些学者对
（
）
合金在加工过程中织构的演变规律进行了研究。研
究表明 ，预先热处理会影响冷轧后板材的冷轧
（ ），（ ）和（ ）极图，利用
软
件计算取向分布函数（ ），用 和
提出的新方法来计算织构的体积分数。
收稿日期：
基金项目：国家自然科学基金资助项目（
）；河北省自然科学基金资助项目（
）
作者简介：陈明彪（ ），男，重庆酉阳人，博士研究生，教授，主要研究方向为微结构、织构与成形性； 通信作者：刘文昌 （ ），男，河北清河人，博士，教授，博士生导师，主要研究方向为板材加工技术、变形与再结晶、织构与成形性， ：
和再结晶织构，横轧使变形织构的体积分数减少，
且再结晶后晶粒趋于随机分布。但对
（
） 合金轧制织构进行预测的研究却鲜见报
道。目前用来预测铝合金轧制织构的模型主要分为
实验所用材料为采用板带连铸连轧技术生产
的厚度为
铝合金热轧板材，其化学
成分（质量分数， ）如表 所示。 铝合金
热轧板材具有典型的变形微结构和强的 纤维轧制
燕山大学学报
构组分在冷轧过程中不断消失。对于 纤维组分， 其演变速率始终为正值。在变形初期，由于 、
结论
、
、和
组分在变形的
作用下不断流入 纤维组分，且流入速率随轧制真
应变的增加而增加，故 纤维组分的形成速率也随
轧制真应变的增加而增加。由于以上几种组分不断
流向 纤维组分，体积分数不断减少，当体积分数
图
铝合金在冷轧过程中的织构演变
为了更加清晰地揭示 纤维轧制织构的演变， 图 给出了不同冷轧变形条件下 纤维中心线取向 的强度。可以看出，随冷轧压下量的增加， 纤维 上取向的强度增加，并且 取向的强度高于 取 向，在大变形量条件下，最大的取向强度位于
。
轧制织构演变的定量分析
表 列出了 铝合金不同压下量下织构的
第 卷第 期 年月
文章编号：1007-791X (2011) 06-0515-04
燕山大学学报
5052 铝合金轧制织构演变的定量分析
陈明彪，刘文昌 ，马 旻，李 敬，李明贺
（燕山大学 亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室，河北 秦皇岛
）
摘 要：采用 射线衍射仪研究了 铝合金在冷轧过程中织构的演变规律，建立了织构体积分数与轧制真
、
和
组分的体积分数减少，
而 纤维组分的体积分数增加。
）建立了 铝合金织构体积分数与轧制真 应变的数学关系式，该式很好地模拟铝合金轧制过 程中织构的演变。
）定量分析了轧制过程中不同织构组分的演 变速率，发现随轧制真应变的增加， 纤维组分的 形成速率先增加而后降低。
加， 、
和
增加随后降低，而
组分的消失速率先 组分的消失速率是逐渐
、
、
和
组分， 值为
；而对于 组分， 值为 。 和
研究了 系列铝合金轧制织构的演变，他们发
现织构体积分数的变化与轧制真应变的关系可以
用
（
）方
程来描述：
，
式中， 为实验常数， 为织构组分的应变指数。对
于
、纤维、 、 和
组分， 值与真应变数据可用
对格
第期
陈明彪 等
铝合金轧制织构演变的定量分析
式给出，如图 所示。对实验数据进行线性回归分
减少到一定值时流入 纤维组分的速率开始减缓。
当轧制真应变约为 时，以上几种组分流入 纤
维组分的速率之和达到最大值，此时 纤维组分的
形成速率达到最大值，之后随应变的增加而降低。
对于 、 、
和
组分，其
组分的演变速率始终为负值。随轧制真应变的增
）在冷轧过程中，初始的 织构逐渐转化
为 纤维轧制织构，随冷轧压下量的增加， 、
织构，为了在冷轧前获得完全再结晶晶粒结构，将
热轧板在 ℃保温 进行退火处理，然后冷轧
到不同压下量（
），以便定量分析 铝
合金在冷轧过程中织构的演变。
物理模型 和数学模型 两种，其中物理模型 由于合金成分和初始微结构对轧制织构的作用，不
表
铝合金化学成分 （质量分数）
能精确预测轧制织构，如使用数学模型，则必须提
元素
出描述铝合金板材晶体织构的函数。常用函数有取
含量
余量
向分布函数（ ）和织构的体积分数，其中织构 体积分数的概念在评估多晶体取向分布时应该是 更加重要的，而计算织构体积分数的高斯方法和积 分方法都有其各自的局限性。本文拟采用 和
提出的计算织构体积分数的新方法和相
采用 射线衍射仪测量冷轧板 厚度层的
析，所获得的 和 的数值列于表 。图 显示了计
算与测量织构体积分数的比较。可以看出方程
很好地描述了 铝合金在轧制过程中织构的演
变，因此基于初始织构以及 和 的数值就可以准
确地预测 铝合金在轧制过程中织构的演变。
图
与 的关系
图
铝合金在轧制过程中沿 纤维中心线取向强度
的变化
表
铝合金冷轧板织构的体积分数
符号表示实验结果，实线பைடு நூலகம்模拟结果
参考文献
降低的。对于 组分，其变化规律与其它组分
明显不同。在冷轧过程中， 取向晶粒是通过
取向向 取向旋转的，由于 取向晶粒的
流入，导致 取向体积分数的增加，因此在变
形初期 组分的演变速率为正值，并且其形成
速率随应变增加而降低。当真应变为 时，
取向体积分数达到最大值，随轧制真应变进一步增
加，由于
取向晶粒的逐渐消失，流入的取向
℃ Key words:
（上接第 页）
Quantitative analysis of texture evolution in cold rolled AA 5052 aluminum alloy
Abstract:
Key words:
。
燕山大学学报
实验结果与分析
结晶退火处理后板材显现典型的
再结晶织
构。在随后的冷轧过程中，初始的取向逐渐地向稳
铝合金轧制织构的演变
图 显示了 铝合金冷轧到不同变形量时 板材的 图。可以看出，经 ℃保温 再
定的 纤维取向旋转，随冷轧压下量的增加， 取向的强度逐渐减弱，而 纤维的强度不断增强， 在 冷轧变形后，形成非常强的 纤维轧制织构。
小于流出的取向，导致 取向的体积分数逐渐
降低，使其演变速率变为负值。 纤维组分形成速
率远大于 、
和
组分的消失速率，
这说明 纤维组分的主要来源是
组分。
图
铝合金织构体积分数演变速率与
轧制真应变的关系
（下转第 页）
第期
梁 波 等 酸性镀液铝合金表面沉积
三元合金非晶镀层
梅建庭 刘华 究 电镀与涂饰
化学复合镀层耐磨性与显微硬度的研
体积分数。可以看出，随冷轧压下量的增加， ，
，
和
组分的体积分数减少，
而 纤维组分的体积分数增加。 组分的体积分
数先随压下量的增加而增加，而后又降低。
在冷轧过程中，织构的演变可以用织构的体积 分数随轧制真应变的变化来描述，织构体积分数的 变化可定义为
，
式中， 、 和 分别为初始，给定真应变和织
构转变结束时的织构体积分数。对于
图
铝合金织构体积分数与轧制的真应变的关系
压下量
织构体积分数
表 方程 中 和 的数值 织构组分
轧制织构演变速率的分析 为了定量分析各织构组分在冷轧过程中的变 化规律，将织构体积的分数 对真应变 的导数定 义为织构组分的演变速率。将方程 代入式 后整理可得
，
对上述方程求导得
。
图 给出了 铝合金不同织构组分的演变 速率与轧制真应变之间的关系。当织构组分演变速 率为正值时，意味着该织构组分在冷轧过程中不断 形成；当织构组分演变速率为负值时，意味着该织
关键词：铝合金；轧制；织构 射线衍射；织构体积分数；织构演变速率
中图分类号：TG339 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1007-791X.2011.06.009
引言
随着汽车制造业的不断发展，要求进一步减轻
车身重量，这为
（
）合金在汽车
制造业中应用打开了一扇大门 。铝合金在生产加