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 <100>,{112}<111>,{110}<112>和110}<001>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