3104深冲铝板织构对初始R值的影响

D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2004.01.021 第26卷第1期 北京科技大学学报 VoL26 No.1 2004年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2004 3104深冲铝板织构对初始R值的影响 马全仓毛卫民 冯惠平 北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 摘要以深冲铝板R值的在线检测为应用背景，塑性变形滑移系开动的过程为出发点，分 析了初始滑移系选取的方式，并计算了不同取向3104铝合金板的初始R值.结果表明，织构 是决定板材R值最主要的因素，其中初始R值是实测R值的重要组成部分.3104铝板中存在 的织构组分决定其R值最低、R值最高，计算表明，111}面织构有利于在明显降低制耳效应 的前提下，大幅度提高铝板的深冲压性能. 关键词深冲铝板；织构；滑移系；R值 分类号TB303 金属板材的晶粒取向分布与板材的塑性应 选择原则存在一定的主观任意性，或多或少地偏 变比R值有密切关系.近些年来，人们一直试 离了实际多晶体塑性变形的实际行为，因此在计 图在金属板带材生产线上安装织构在线检测设 算R,和R时就呈现出一定的偏差，应该看到，R 备以快速检测晶粒取向分布，并利用晶粒取向分 值是对板材进行少量拉伸情况下测得的板横向 布与R值的定量关系，即时计算和预报R值，借 与板法向之间的塑性应变比，因此，拉应力推 以全程确保板材质量的稳定性和可靠性，然而这 动每一晶粒内第一个滑移系开动时所产生的塑 一努力至今仍未获得完全的成功，其中重要的原性应变比应该对最终的板材R值有重要的影响. 因之一是晶粒取向分布与R值换算的理论模型在进行复杂模拟计算之前，如果能够在施密特 不够科学、准确.尤其有色金属材料领域，这种换 定律约束下，了解铝板不同取向晶粒初始开动的 算关系的研究工作还比较少.我国每年用于制罐 滑移系与R值关系的规律，则可以对实际R值的 的深冲铝板达20多万t,其冲压性能的优劣受 形成过程提供可靠依据，并为建立更合理的换算 到R值很大影响，因此在探索冲压钢板R值在线 模型提供建设性的参考，基于这种考虑，本文以 检测技术的同时，也应开展针对冲压铝板的相 3104深冲铝板为实验材料，从物理本质出发分析 关研究. 计算了铝板晶粒取向和整体织构对初始R值的 Rees根据检测方向以及铝板轧制变形量对 影响， R值影响的规律计算出较为符合实际的R值阿. WPD等人利用唯象理论也计算了3104铝板的 1 实验及结果 R值，部分结果与实测值相符m.然而这两种计算 选用3104-H19深冲铝板，其厚度为0.27mm. 方法均不是直接从R值形成过程的物理本质出 在SIEMENS D50OOX射线衍射仪上测得其心部 发，较多地包含有经验关系，因此其通用性和可 的{111}，200}，{220}和{113}极图并计算取向分 靠性受到局限.Schmitt和Lipinski利用传统的自 布函数.在MTS810材料试验机上测量了铝板在 协调多系滑移模型，从铝板织构出发对其R值进 应变为2%和3%时的R,Rs和R值.图1给出 行了计算，并在R的计算上取得了较好结果. 3104H19深冲铝板取向分布函数2=45°取向截 这种计算虽然直接从R值形成过程的物理本质 面图.对照图1(b),可以看出铝板中存在{001} 出发，但在其组合多系滑移的过程中，滑移系的 ,{112},{110}和110}等织 收稿日期2003-04-30马全仓男，34岁，工程师，博士研究生 构组分.图2是该铝板在延伸率为2%和3%时的 *国家自然科学基金资助项目N0.50171014)及国家“863”计 划资助课题(No.2003AA33I080) 实测R值

第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 扮 括 工比 川。 盯 加 阮 深冲铝板织构对初始丑值的影响 马 全仓 毛卫 民 冯 惠平 北京科技 大学材料科学 与工 程学 院 ， 北 京 摘 要 以深 冲铝板 值 的在线检测 为应 用 背 景 ， 塑性变形滑 移 系开 动 的过程 为出发点 ， 分 析 了初始滑 移 系选 取 的方 式 ， 并计 算 了不 同取 向 铝合 金 板 的初始 值 结果 表 明 ， 织构 是 决定板 材 值最 主要 的因 素 ， 其 中初 始 值是 实测 值 的重要 组 成部分 铝板 中存在 的织构组 分决定其 值最低 、 几值最 高 计 算表 明 ， 面织构有利 于在 明显 降低 制 耳效应 的前提 下 ， 大 幅度 提 高铝 板 的深 冲压 性 能 关键 词 深 冲 铝 板 织构 滑移 系 值 汾 类号 珊 金 属 板 材 的 晶粒 取 向分 布 与 板 材 的塑 性 应 变 比 值 有 密 切 关 系 ‘， 近 些 年 来 ， 人 们 一 直 试 图在 金 属 板 带材 生 产 线 上 安装 织 构 在 线 检测 设 备 以快速 检测 晶粒取 向分 布 ， 并利用 晶粒取 向分 布 与 值 的定量 关系 ， 即 时计 算和 预 报 值‘ ， 借 以全 程确保板材质 量 的稳 定性和 可靠 性 然而 这 一努 力至今 仍未 获得 完全 的成 功 其 中重 要 的原 因之 一 是 晶粒 取 向分布 与 值 换 算 的理 论模 型 不够 科 学 、 准确 尤 其 有色 金属 材料领域 ， 这种换 算关 系 的研 究工 作还 比较 少 我 国每年用 于制 罐 的深 冲 铝 板达 多万 ‘ ，， 其 冲 压 性 能 的优 劣 受 到 值很 大 影 响 因此 在探 索冲 压 钢 板 值 在线 检 测技 术 的 同时 ‘ ，， 也应 开 展针 对 冲 压 铝 板 的相 关研 究 根 据 检 测 方 向 以及 铝 板 轧 制 变 形 量 对 值 影 响 的规 律 计 算 出较 为符 合 实 际 的 值 环， 等 人利 用 唯 象 理 论 也 计 算 了 铝 板 的 值 ， 部分 结果 与 实测 值 相 符‘ ， 然 而 这 两 种计 算 方 法 均 不 是直 接 从 值 形 成 过 程 的物 理 本 质 出 发 ， 较 多地 包 含 有经 验 关 系 ， 因此 其通 用 性 和 可 靠性 受 到局 限 知 和 币 利用 传统 的 自 协调 多系滑 移模 型 ， 从 铝 板 织 构 出发对 其 值进 行 了计 算 ， 并在凡 ， 的计 算 上 取得 了较好 结果 ‘ ， 这 种 计 算 虽 然 直 接 从 值 形 成 过 程 的物 理 本 质 出发 ， 但 在 其 组 合 多系 滑 移 的过 程 中 ， 滑 移 系 的 收稿 日期 刁今 马 全 仓 男 ， 岁 ， 工 程 师 ， 博 士 研 究生 国家 自然科学基金 资助项 目困 及 国家 “ ’，计 划资助课题 选择 原 则存在一 定 的主 观 任 意性 ， 或 多或 少地偏 离 了实际 多 晶体 塑性变 形 的实 际行 为 ， 因此在计 算 和瓜时就 呈现 出一 定 的偏 差 应 该看到 ， 值 是对 板 材 进 行 少量 拉伸 情 况 下 测 得 的板横 向 与 板 法 向之 间 的塑 性 应 变 比 因此 ， 拉 应 力推 动 每 一 晶粒 内第 一 个 滑 移 系 开 动 时所 产 生 的塑 性 应 变 比应 该 对 最 终 的板 材 值 有重 要 的影 响 在 进 行 复 杂模 拟 计 算 之 前 ， 如 果 能够 在 施 密 特 定律 约束下 ， 了解 铝 板 不 同取 向晶粒初 始 开动 的 滑 移 系 与 值 关系 的规 律 ， 则 可 以对 实际 值 的 形成 过程提 供可靠 依据 ， 并 为建立 更合 理 的换算 模 型提 供建 设性 的参 考 基 于 这 种考 虑 ， 本文 以 深 冲铝 板 为实验材料 ， 从物理 本质 出发 分析 计 算 了铝 板 晶粒取 向和 整 体织 构对初始 值 的 影 响 实验 及 结 果 选 用 深 冲铝 板 ， 其 厚度 为 在 射 线衍 射 仪 上测 得其心 部 的 ， ， 和 极 图并计 算取 向分 布 函 数 在 材料试 验机上 测量 了铝 板在 应 变 为 和 时 的 ， ，和 瓜值 图 给 出 今 深 冲 铝 板 取 向分 布 函数 势 取 向截 面 图 对 照 图 ， 可 以看 出铝 板 中存 在 ， ， 和 等织 构 组 分 图 是 该铝 板在延 伸 率为 和 时 的 实测 值 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2004．01．021

VoL.26 No.1 马全仓等：3104深冲铝板织构对初始R值的影响 ·79。 口{001} b)m2=45°截面上主要织构位置 ◇{112} △{111} ~{111} ■{110} 。{110} 〔a),-45°截面上的取向密度分布 图13104铝合金板的织构（密度水平：1,2,4） Fig.1 Texture of the 3104 aluminum alloy sheet (the density level:1,2,4) 1.8 ■计算值 2.2多系滑移时的R值计算 1.6 。测量值(2%) 当晶粒具有一些特殊的高对称性取向时，取 1.4 4测量值(3%) 0 坦1.2 向因子最大的滑移系并不惟一，在常规的拉伸变 6 1.0 形条件下通常有c1>0,c2≤0，c≤0，因此在多个 0.8 取向因子最大的滑移系同时存在的情况下需要 0.6 剔除2和大于零的滑移系，另-一方面，当 0.4 的绝对值很小时会获得很高的R值，而的正、 Ro Ris R90 负符号会改变R值的正、负.这种R值符号的变化 图23104铝板实测R值和计算的初始R值 并没有本质上改变相关的冲压性能，因此当ε Fig.2 Measured R values and calculated initial R values of 的取值为0至104时在本文所作的计算中令8 the 3104 aluminum sheet 为一，以确保R值的合理性.晶粒中一滑移系开 2初始R值的计算原则 动后所造成的切应变(i)会与周围晶粒产生 应变不协调性例，因此多个取向因子最大的滑移 2.1单系滑移时R值的计算 系中还应只选取其中切应变e,c1和c如三者绝对 铝的变形方式以位错滑移为主四.在单向拉 值之和最小的滑移系，图3在=45（取向截面图 应力作用下一晶粒内取向因子最大的滑移系首 上给出了在符合上述各条件下，当拉伸方向与铝 先达到临界分切应力.该滑移系的率先开动会引 板轧向的夹角分别为0°，45°和90°时取向因子最 起晶粒的屈服行为和初始的塑性应变比R.这种 大的滑移系个数 屈服行为和初始塑性应变比会随晶粒取向的不 当滑移系数目为n时，其R值为： 同而发生变化.可按如下计算取向因子最大的滑 (Nb) 移系开动时所造成的应变张量： R= (NB) (3) E11 En E13 E21 622 613= 23面心立方金属初始R值分布 E16E」 根据上述的原则可以计算面心立方金属不 bin 1/2(B1m2+Bn)1/2(B%+bn) 同取向的的初始R值.图4在m,=45°取向截面图 1/2(b2n+b1n2）b2n 1/2(b2n+b3h2)y(1) 上给出了拉伸方向与铝板轧向的夹角分别为0°， 1/2(bn+bin3)1/2(b3nz+bans)bins 45°，和90°时依照式(1)(3)计算的R值. 其中，n=m++m为滑移面法向单位矢量，b=b+ 2.43104多晶冲压铝板的初始R值的计算 b+b为滑移方向单位矢量，下标1,2,3分别表示 在取向空间中取936个特征取向，根据图1 拉伸方向、轧板法向以及同时垂直于1,2方向的 所示的取向分布函数计算所选3104冲压铝板936 第三个方向，y为相对滑移量.由此可计算出一 个特征取向中每一取向所代表的晶体体积分数 晶粒内取向因子最大的滑移系造成的初始R值 f0=1936)".其中f0=1936)可取为每个对应 为： R=En= 取向的取向分布函数值.由此可计算多晶体的初 (2) 始R值为：

马 全 仓 等 深 冲铝 板 织构对初 始 值 的影 响 〔 厦 卜 ‘ ， 截面上 的取 向密 度 分布 为 截面 上 主 要 织 构位 置 图 铝 合金 板 的织构 密度 水平 ， ， 】 ， ， 厂尸 测计 ，‘“︹户 划叫 凡 ， 图 铝板 实测 值和 计 算 的初 始 值 哈 卜 初 始 值 的计 算原 则 单 系滑 移 时 值 的计 算 铝 的变 形 方 式 以位 错 滑 移 为主 在 单 向拉 应 力 作 用 下 一 晶粒 内取 向 因 子 最 大 的滑 移 系 首 先达 到 临界 分 切应 力 该滑 移 系 的率先 开 动会 引 起 晶粒 的 屈 服 行 为和 初 始 的塑 性 应 变 比 这 种 屈 服 行 为和 初 始 塑 性 应 变 比会 随 晶粒 取 向的不 同而 发生变化 可 按 如下 计算取 向因子最 大 的滑 移 系 开 动 时所 造 成 的应 变张量 多 系 滑 移 时 的 值 计 算 当 晶粒 具 有 一 些特 殊 的高对 称 性取 向时 ， 取 向因子最 大 的滑 移 系 并不 惟 一 在 常规 的拉伸 变 形 条件 下 通 常 有 ￡ ， 负 续 ， 局 蕊 因此 在 多个 取 向 因 子 最 大 的滑 移 系 同 时存 在 的情 况 下 需 要 剔 除 如 和 局 大 于 零 的滑 移 系 另 一 方 面 ， 当 翻 的绝 对 值很 小 时会 获 得 很 高 的 值 ， 而 场， 的正 、 负 符 号 会 改变 值 的正 、 负 这种 值 符 号 的变化 并 没 有 本 质 上 改变相 关 的冲 压 性 能 ， 因此 当 翻 的取 值 为 至 一 时在 本 文 所 作 的计 算 中令 翻 为 一局， ， 以确 保 值 的合 理 性 晶粒 中一滑 移 系 开 动 后 所 造 成 的切 应 变 对 会 与 周 围 晶粒 产 生 应 变 不 协 调 性 伶，， 因此 多个 取 向因 子 最 大 的滑 移 系 中还应 只 选取 其 中切 应变 ， 局，和 几 三 者 绝 对 值之 和 最 小 的滑 移 系 图 在 尹 取 向截 面 图 上 给 出 了在 符合 上述 各条件 下 ， 当拉伸 方 向与铝 板 轧 向的夹 角 分 别 为 ， “ 和 时取 向因子 最 大 的滑 移 系 个数 当滑 移 系 数 目为 时 ， 其 值 为 艺 从 ， 舟 君 心 负 负 一 局 召 ， ， 艺 从 ‘ 伪 夕 ， 局负 其 中 ， 十跳 为 滑 移 面 法 向单 位 矢 量 ， 二 执 瓦 为滑 移方 向单位 矢 量 ， 下 标 ， ， 分 别 表 示 拉伸方 向 、 轧 板 法 向以及 同 时垂 直 于 ， 方 向的 第三 个 方 向 ， 夕为相 对 滑 移 量 由此 可 计 算 出一 晶粒 内取 向因子 最 大 的滑 移系造 成 的初 始 值 为‘，。 ， 左二 一纽一卫弓么 局， 几瓦 面 心 立 方 金 属 初 始 值 分 布 根 据 上 述 的 原 则 可 以计 算 面 心 立 方 金 属 不 同取 向的 的初 始 值 图 在 外 取 向截 面 图 上 给 出 了拉 伸 方 向与 铝 板 轧 向的夹 角 分 别 为 ， ，和 时依 照 式 卜 计 算 的 值 多 晶 冲压 铝 板 的初 始 值 的计 算 在 取 向空 间 中取 个特 征 取 向 ， 根 据 图 所 示 的取 向分 布 函数计 算所 选 冲压 铝 板 个特 征 取 向 中每 一 取 向所 代表 的 晶体 体 积 分数 厂口 一 【，，， 其 中芳 仃 一 可 取 为每个对 应 取 向的取 向分 布 函数值 由此可 计 算 多 晶体 的初 始 值 为

·80· 北京科技大学学报 2004年第1期 0° 1 90°0° 90°0° 90° 04222222228222 A 822222222 228222222224 2 2 22 2 2 22 2 2 12 2 3 17 11 12 904222222222222222228 22 2222222 2222 22 2 2222224 (a)拉伸方向为铝板轧向 (b)拉伸方向与铝板轧向夹角为45°(c)拉伸方向与铝板轧向夹角为90° 图3，=45°取向截面图上最大取向因子滑移系的个数 Fig.3 Number of slip systems with the maximal orientation factor in ODF :=45 section (a)拉伸方向为铝板轧向 ()拉伸方向与铝板轧向夹角为45°（©）拉伸方向与铝板轧向夹角为90° 图41=45°取向截面图上初始R值的分布（密度水平：1,16,128,512,900） Fig.4 Distribution of initial R values in ODF =45 section (the density level:1,16,128,512,900) 芝b小f {001}以及{112}和S织构间的这种制 R-nb (4) 耳补偿作用来大幅度地削弱其冲压过程中可能 产生的制耳效应，提高冲压成材率例.由图4还可 与实测值对照，图2也给出了依照式(4)所计 以看出，{110}有利于R:值的提高， 算的3104多晶冲压铝板的初始R值. {110}和{110}织构均有利于获得较 3讨论 高的R值.这应该是图2所示3104铝板R值最 高、R值最低的重要原因.{111}面平行于板面的 取向分布函数2=45°截面是描述面心立方 织构是体心立方钢板中有利于深冲压性能的织 金属多晶轧板织构非常重要的取向截面，因为 构：图4与图1的对比说明，这种织构对于获得 该截面上展示了大部分重要织构组分的位置和 面心立方金属板材各向同性的高冲压性并大幅 相关取向密度分布（图1）.因此本文利用该截面 低制耳率也是非常有利的：所以人们也开始追求 图，借以简捷地探讨3104铝合金板初始R值的形 铝板尽可能多的{111}面织构-州. 成及其对工程R值的影响.参照图1可知，3104 金属板材R值的形成是一个比较复杂的过 铝板中存在{001}，{112}，{110 程，且会受到很多因素的影响.因此人们在 和{110}等织构组分.通常，铝板中还有位 尝试进行理论计算时往往建立了较为复杂的理 于{112}附近的{123}织构，或称S织 论模型，并会考虑很多的影响因素四.然而，在 构.分析图4可以发现，当晶粒取向在{001} 进行R值的复杂计算时有时很难分清各种因素对 附近聚集时会引起较高的R和R值，因而 R值影响的大小，尤其引进一些唯象的分析四或 容易造成0°和90°制耳；当晶粒取向在 经验关系后，相应计算结果的可靠性、适用性和 {112}和附近的S取向聚集时会引起较高的 稳定性会大受影响.本文从引起塑性变形的最基 R,值，即会造成45°制耳，3104铝板正是利用 本、最简单的物理模型出发，抛开所有其他的复

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 必 尹 价 石乙‘山内，丹 ‘内‘内 ，乙山，山‘ 伟乙内‘，‘上﹄ ，︸石， 一，气‘ ，山一‘， 石气内 ，‘山二‘，盈 孟， ，‘ ，，卫，二盈且 ，‘，二，‘且且 ，石‘︸，‘ ，山‘，二‘二 ，‘ ‘‘，卫 ，‘， ‘‘ ‘ 内‘，︸，‘山，二皿 ，‘，，山‘，二孟且且压‘﹄ 呀，‘内，︸山月 ，几‘‘孟，且 ，山，通，孟‘曰孟 ‘， 山， ，翻 ，乙 ‘‘甘人， ‘胜 ‘，山‘，，且 ‘‘ ，，二，且 ，‘ 内‘ ，自‘内山 ‘， ‘‘，︸ 气乙 ‘‘通，二目‘ ，山内乙，，︸，‘﹃气内，，乙 币丫 ， ‘，孟‘气 乙内，孟 ‘ 拉伸方 向为铝 板 轧 向 伪 拉伸方 向与铝 板 轧 向夹角为 拉伸方 向与铝板轧 向夹角为 图 必 叫 取 向截面 图上 最 大 取 向因子滑 移系 的个数 万 血 闷 柱 暨、 鹭 霆虱 、酱瞿 拉伸方 向为铝板轧 向 山 拉伸 方 向与铝 板 轧 向夹角 为 。薰 拉伸 彝 方 向与铝 板轧霆向夹 角 为 。 图 尹 闷 取 向截 面 图上 初 始 值 的分 布 密度水平 ， ， ， ， ， 馆 幻助 恤 ， 一 ， ， 几 二 艺 艺 ， · 万 户 种 艺 艺 必办 。 · 芳 厂 户】 与 实测 值对 照 ， 图 也给 出 了依 照 式 所 计 算 的 多 晶冲压 铝 板 的初 始 值 讨 论 取 向分 布 函 数 尹 截 面 是 描 述 面 心 立 方 金 属 多 晶轧板织 构非 常重 要 的取 向截 面 ， 因 为 该 截 面 上 展 示 了大 部 分 重 要 织 构 组 分 的位 置 和 相 关 取 向密 度 分 布 图 因此 本文 利 用 该 截 面 图 ， 借 以简捷 地 探 讨 铝 合 金 板初 始 值 的形 成 及 其对 工 程 值 的影 响 参 照 图 可 知 ， 铝 板 中存在 ， ， 和 等织 构组 分 通 常 ， 铝 板 中还 有位 于 卜 附近 的 织 构 ， 或 称 织 构图 分 析 图 可 以发 现 ， 当 晶粒 取 向在 附近 聚 集 时会 引起 较 高 的 。 和 值 ， 因而 容 易 造 成 和 制 耳 当 晶 粒 取 向 在 卜和 附近 的 取 向聚 集 时会 引起 较 高 的 ，值 ， 即会 造 成 制 耳 铝 板 正 是 利 用 以及 和 织 构 ’ 的这 种制 耳 补 偿 作用 来 大 幅 度 地 削 弱 其 冲 压 过 程 中可 能 产 生 的制耳 效应 ， 提 高冲压 成 材率‘ 由图 还 可 以 看 出 ， 有 利 于凡 ， 值 的 提 高 ， 和 织构均有 利 于获得较 高 的 值 这 应 该 是 图 所 示 铝 板 值 最 高 、 值 最 低 的重 要 原 因 麦 面 平 行 于 板面 的 织 构 是 体 心 立 方 钢 板 中有 利 于 深 冲压 性 能 的织 构‘， 图 与 图 的对 比说 明 ， 这种 织 构对 于 获得 面 心 立 方 金 属 板 材 各 向同性 的高冲 压 性 并 大 幅 低 制耳 率也 是 非常 有利 的 所 以人们 也 开始追求 铝板 尽 可 能 多 的 面 织 构 「 金 属 板 材 值 的形 成 是 一个 比较 复杂 的过 程 ， 且 会 受到 很 多 因素 的影 响 叼， 因此 人 们在 尝试 进 行 理 论 计 算 时往往 建 立 了较 为 复 杂 的理 论模型‘卜盯， 并会考虑 很 多 的影 响因素 ‘ 然 而 ， 在 进行 值 的复杂计算时有 时很难分清各种 因素对 值 影 响 的大 小 尤其 引进 一 些 唯象 的分 析 口，或 经验 关系后伍，， 相应 计算 结果 的可靠性 、 适用性和 稳 定性会 大 受影 响 ， 本 文 从 引起 塑性 变 形 的最基 本 、 最 简单 的物 理 模型 出发 ， 抛 开所 有其他 的复

VoL26 No.1 马全仓等：3104深冲铝板织构对初始R值的影响 e81· 杂影响因素，只根据取向、织构和简单的滑移理 算表明，{111}面织构有利于在明显降低制耳效 论计算了单晶体和3104铝合金板的初始R值.图 应的前提下，大幅度提高铝板的深冲压性能。 2所示计算结果与实测值的变化趋势一致，甚至 参考文献 初始R在数值上也与实测值大体相等，这一结果 首先说明取向和织构是影响R值最为主要的因 1毛卫民.极图的不完整性与板材织构信息的影响) 物理测试，1993,6：246 素.其次表明，计算R值在没有引入物理观念不 2王超群，部分织构分析方法[).稀有金属，1997,21 十分清楚的唯象或经验处理方式的前提下仍然 (3):217 可以获得很准确的计算结果，因而可以避免与唯 3 Kopineck H J.On line texture measurement in a produc- 象或经验处理方式经常相伴的可靠性问题.图2 tion line [A].Bange HJ.Experimental Techniques of Tex- 的计算和测量结果还证实，本文涉及的初始R值 ture Analysis [C].DGM-Informa-tionsgesellshcaft,Ober- 确实是较低拉伸变形量下实际R值的重要、甚至 ursel,,1980.171 是主要的组成部分.在现有简单计算模型的基础 4刘晓英.铝罐生产技术切.轻金属，1995,9：58 上考虑多晶体塑性变形的特征物理过程，适当改 5陈冷，毛卫民，冯惠平.用X射线面探测器系统在线 检测钢板织构[A].2001中国钢铁年会论文集[C].北 进计算模型以适应一定拉伸变形量下的塑性变 京，2001.594 形过程，就有可能最终计算出真实、准确的工程 6 Rees D W A.A tensor function for the R-value of sheet 用R值.相应的进一步研究工作很值得深入开 metal [J].Appl Math Modelling,1997,21:579 展 7 Wu P D,Jain M,Savoie J,et al.Evaluation of anisotropic yield functions for aluminum sheets [J].Int J Plast,2003, 4结论 19:121 8 Schmitt C,Lipinski P.Modelling of the elasto-plastic be- 本文从塑性变形滑移系开动的过程出发，建 havior of rolled aluminum alloy for forming applications 立了计算初始R值的简单模型.计算结果与实测 [J].J Mater Proc Technol,1998,74:14 值的变化趋势一致.分析和计算表明，织构是决 9毛卫民，张新明.晶体材料织构定量分析M)北京： 定板材R值最主要的因素，其中初始R值是实测 冶金工业出版社，1994.110,156,210 R值的重要组成部分，在R值的计算过程中不需 10余永宁，毛卫民.材料的结构M]北京：冶金工业出 版社，2001,135 要引入唯象的或经验的处理方式，以避免影响计 11 Zhu G,Mao W,Yu Y.Calculation of misorientation dis- 算值的可靠性，适当改进现有简单的计算模型， tribution between recrystallization grains and deformed 有望获得真实、准确的工程用R值.3104铝板中 matrix [J].Scripta Mater,2000,42(1):37 {001}织构会提高R值，{110}和{112} 12 Choi C H,Kwon J W,Oh K H,et al.Analysis of deforma- 织构会提高R值，{001、{110} tion texture inhomogeneity and stability condition of she- 和{110}织构会提高R值.所以织构组分不 ar components in fec metals [J].Acta Mater,1997,45(12): 同的体积量造成了板材R值最底、R0值最高.计 5119 Influence of Texture on Initial R-value of Deep Drawing 3104 Aluminum Sheet MA Quancang,MAO Weimin,FENG Huiping Materials Science and Engineering School,University of Science and Technolgy Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT In consideration on the on-line R-value measurement of aluminum deep drawing sheets,the selec- tion of initial slip systems was analyzed according to the activation process of the slip systems during plastic de- formation.Initial R values of the 3104 aluminum sheet in different directions were calculated.It was shown that tex- ture is the most important effect factor for determining R value,of which initial R value is the key part.The textures existing in the 3104 sheet decide that R is the lowest and Rs is the highest.The calculation indicates that the{111) fiber texture can increase the deep draw-ability drastically while the earring effect is obviously reduced. KEY WORDS deep drawing aluminum sheet;texture;slip system;R value

马 全 仓 等 深 冲铝 板织构 对初 始 值 的 影 响 杂影 响 因素 ， 只 根 据 取 向 、 织构 和 简 单 的滑 移 理 论 计 算 了单 晶体和 铝 合 金 板 的初 始 值 图 所 示 计 算 结果 与 实测 值 的变化 趋 势一致 ， 甚 至 初 始 在数值 上 也 与 实测 值 大体相 等 这 一 结果 首先 说 明取 向和 织 构是 影 响 值最 为主 要 的因 素 其 次表 明 ， 计 算 值 在没 有 引入 物 理 观 念 不 十 分 清 楚 的唯 象 或 经 验 处 理 方 式 的前提 下 仍 然 可 以获 得很 准确 的计算结果 ， 因而 可 以避 免 与唯 象 或经验 处 理 方 式经 常相 伴 的可 靠 性 问题 图 的计 算和 测 量 结 果 还证 实 ， 本文 涉 及 的初 始 值 确 实是较低 拉 伸 变 形 量 下 实 际 值 的重 要 、 甚 至 是 主 要 的组 成 部分 在现 有 简单计算模 型 的基础 上 考虑 多 晶体塑性变形 的特 征物理过 程 ， 适 当改 进 计 算模 型 以适 应 一 定 拉 伸 变 形 量 下 的塑 性 变 形 过程 ， 就 有 可 能最 终 计 算 出真实 、 准 确 的工 程 用 值 相 应 的进 一 步研 究工 作 很 值 得深 入 开 展 结论 本 文 从 塑性 变 形滑 移 系 开 动 的过程 出发 ， 建 立 了计 算 初始 值 的简单模 型 计 算 结 果 与 实测 值 的变 化 趋 势 一 致 分析和 计 算表 明 ， 织 构 是 决 定板材 值 最 主 要 的 因素 ， 其 中初 始 值 是 实测 值 的重 要 组 成 部 分 ， 在 值 的计 算过 程 中不 需 要 引入 唯象 的或经验 的处理方 式 ， 以避 免影 响计 算值 的可 靠性 适 当 改进现有 简单 的计 算模 型 ， 有 望 获得 真 实 、 准 确 的工 程 用 值 铝 板 中 织 构会提 高 值 ， 和 织 构会提 高凡 。值 ， 、 和 卜 织 构会 提 高瓜值 所 以织 构组分 不 同 的体积 量 造成 了板材 值最 底 、 。 值 最 高 计 算表 明 ， 面 织 构 有利 于 在 明显 降低 制 耳 效 应 的前提 下 ， 大 幅度 提 高铝 板 的深 冲 压 性 能 参 考 文 献 毛 卫 民 极 图的不 完整性 与板 材织 构信息的影 响明 物理 测试 ， ， 王超群 部 分织构分 析方 法 明 稀有 金属 ， ， 伪 叨 口 一 ， ， 刘 晓 英 铝 罐生 产技术闭 轻 金属 ， ， 陈冷 ， 毛 卫 民 ， 冯 惠平 用 射线面 探测 器 系 统 在线 检 测钢 板织构 中 国钢 铁年 会 论文集 北 京 ， 一 刀 五 ， ， 自 ， ， ， 】切 侧 刀 ， ， 肠 ， 一 切 刀 介 ， ， 毛卫 民 ， 张 新 明 晶体材料 织构定量 分 析 北京 冶金工 业 出版社 ， ， ， 余永宁 ， 毛 卫 民 材料 的结构 北 京 冶 金工 业 出 版社 ， ， ， 议 丫 硕 加 。 那 比 幻 刀 ， ， ， 砚 ， 初面 幽 刀 ， ， 权叮 一 】 即刃 人酬 口湘 ， 为叼口 肠 ， 尸 初勿动 ， 苗 ， ， 记 阳朽 一 一 切 刃 切 ， 而 洲 功 理 、 脚， 甘 比劝 ， 认七 奴犷 凡 阴 瓜 川 叮 比 矛的 切 叮 汀