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随着微系统技术(MST)、微机电系统(MEMS)、医疗工程领域的迅猛扩展,对微型化零部件的市场需求与日俱增,加速了微制造产业的兴起和发展。然而在微成形中,由于尺寸效应的影响,采用传统的塑性加工理论难以解释材料的变形行为,限制了微成形的工业化生产,因此有必要对尺寸效应进行研究。本文在实验室研究了不同退火工艺条件下晶粒尺寸对纯铜薄板的力学性能的影响,采用微轧制实验、数值模拟和XRD等方法研究了晶粒尺寸和压下率对纯铜在微轧制过程中不均匀变形、边裂、显微组织和织构演变规律的影响。主要研究结果如下:(1)随晶粒尺寸增大,纯铜薄板的延伸率和抗拉强度逐渐降低,拉伸试样断口表面的微孔数目明显减少。(2)随晶粒尺寸增大,轧件边部不均匀变形增加,边部凸起越来越明显,宽展不均匀增加,材料的塑性越来越不稳定,轧制力逐渐减小,轧制力不稳定性增加。随着压下率增大,轧件边部不均匀变形增加,边部凸起越来越明显,宽展不均匀增加,轧件整体的不均匀变形增加。(3)当压下率为80%、晶粒尺寸为65μm时,轧件开始出现边裂,但裂痕较小;当晶粒尺寸增大到200μm时,边裂增大,裂痕加深;当晶粒尺寸为200μm时,压下率小于60%时无边裂出现;当压下率增大到80%时,开始出现边裂。(4)变形较大时,晶粒被拉长,显微组织呈片层状结构;随着晶粒尺寸增大,晶粒沿轧制方向被拉长;当晶粒增大到200μm时,晶粒呈连续片层状结构;当轧件晶粒尺寸不变时,随着压下率增大,晶粒逐渐被压扁拉长,沿轧制方向呈现出片层状。(5)当压下率为80%、晶粒尺寸为20μm到65μm之间时,织构类型保持不变,轧件的织构强度略有变化,表现为较强的{112}<111>Copper织构和{123}<634>S织构;当晶粒尺寸增大到200μm时,{112}<111>Copper织构和{123}<634>S织构明显减弱,织构类型演变为再结晶织构;当轧件晶粒尺寸不变时,随着压下率增大,{112}<111>Copper织构和{123}<634>S织构强度逐渐增大,{001}<100>Cube织构逐渐减弱。