VoL27 No.4 许荣昌等：累积叠轧焊工艺改善普碳钢材料性能特征 451· 分布、保温温度与时间有关， 3结论 (1)ARB工艺实验结果表明，Q235钢在低温 下经过累积叠轧实现大的压下量可以生产大块 超细晶钢，在不加入任何强化元素的情况下抗拉 强度可达800MPa以上.但是，随着ARB次数的 增加，材料的塑性逐渐降低，弹性模量降低，在 20m ARB4次以后拉伸实验出现明显脆性断裂， (2)随着ARB次数的增加晶粒尺寸明显变 小，ARB两次晶粒尺寸即可达到3m,ARB4次 以后晶粒尺寸可达1m,ARB6次以后可进一步 减少到0.7m. (③)循环超大压下量使得材料轧制层数的增 加，每层厚度可以小于晶粒尺度：由于结合界面、 夹杂物粒子、残余、应力、缺陷等在材料内部分散 均匀，所以材料强度增加 20m (4)只要材料表面处理合理，一次变形超过临 图6ARB工艺2(a),6次b)结合层光学显微照片 界变形量，材料可以实现很好的结合.随着ARB Fig.6 Optical micrograms of interface after 2(a),6 ARB cycles(b) 循环次数的增加，材料的结合接近基体.在Q235 的ARB工艺条件下，界面结合为裂口结合机制. 参考文献 [1]LeeS H,Saito Y,Sakai T.Microstructures and mechanical pro- perties of 6061 aluminum alloy processed by accumulative roll- bonding.Mater Sci Eng,2002,A(325):228 [2]Huang X,Tsuji N,Hansen N,et al.Microstructural evolution dur- ing accumulative roll-bonding of commercial purity aluminum. Mater Sci Eng,2003,A(340):265 [3]Koizumi Y,Ueyama M.High damping capacity of ultra-fine gra- 10m ined aluminum produced by accumulativeroll bonding JAlloys Compd,2003(355):47 [4]Tsuji N.ToyodaT,Minamino Y,et al.Microstructural change of ultrafine-grained aluminum during highspeed plastic deforma- tion.Mater Sei Eng,2003,A(350):108 [5]Tsuji N,Ueji R,Minamino Y.Nanoscale crystallographic analy- sis of ultra-fine grained IF steel fabricated by ARB process. Scripta Mater.2002,47:69 []王铭宗.铝钢双金属复合轧制层厚比及轧制力的研究.轧 钢，1994(6)：14 [刀黄光杰，汪凌云，三层复合铝合金板材的复合工艺和结合 10m 机制.金属成形工艺，1998,16(3少：10 图7ARB工艺2(a),6次b)后剥离结合面SEM显微照片 [⑧]张红梅.采用低温急冷大压下细化铁素体组织.东北大学 Fig.7 SEM micrograms of interface after 2(a),6 ARB cycles(b) 学报（自然科学版），2001,22(4)：22 [9)张胜华，郭祖军.铝钢轧制复合板的界面结合机制.中南 右，剪切强度可达330MPa,变形量超过70%以后， 工业大学学报，1995,26(4：510 (10]Sato Y S,Tsuji N.Novel ultra-high straining process for bulk 界面结合强度接近机体强度，界面结合强度的大 material development of the accumulative roll-bonding(ARB) 小还与材料表面清洁程度、硬化程度、表面应力 process.Mater Sci Eng,2002,A(319):45V b L Z , N O 一 4 许 荣 昌等 : 累积 盛 轧焊工 艺 改兽普碳 钢材 料性 能特征 一 45 1 - 分 布 、 保 温温度 与 时 间有 关 . 右 , 剪切 强度 可达 3 30 M P a, 变 形量 超 过 70 % 以后 , 界面 结合 强度 接近 机 体强 度 . 界 面 结合 强度 的大 小还 与材 料 表面 清 洁 程度 、 硬 化程 度 、 表 面应 力 3 结 论 ( l) A R B 工 艺 实验 结 果表 明 , Q2 35 钢在 低 温 下 经 过 累 积 叠 轧 实现 大 的压 下 量 可 以生 产 大 块 超 细 晶钢 , 在 不加 入任 何 强化 元 素的情 况 下抗 拉 强 度 可达 8 0 M P a 以上 . 但 是 , 随着 A R B 次 数 的 增 加 , 材 料 的 塑性 逐 渐 降低 , 弹 性 模量 降低 , 在 A R B 4 次 以后 拉伸 实验 出现 明显 脆 性 断裂 . (2 ) 随着 A R B 次 数 的增 加 晶粒 尺 寸 明显 变 小 , A R B 两 次 晶粒 尺 寸即 可达 到 3 砰m , A RB 4 次 以后 晶粒 尺 寸 可达 1 林m , A 丑B 6 次 以后 可 进一 步 减 少 到 .0 7 卿 · (3 ) 循环 超 大 压下 量 使得 材 料 轧制 层 数 的增 加 , 每 层 厚度 可 以小于 晶粒 尺度 ; 由于 结合 界面 、 夹 杂物 粒 子 、 残余 、 应 力 、 缺 陷等 在材料 内部分 散 均 匀 , 所 以材料 强 度 增加 . (4 )只 要 材 料表 面处 理 合理 , 一 次变 形超 过 临 界变 形 量 , 材 料 可 以 实现 很好 的结 合 . 随着 A R B 循环 次 数 的增 加 , 材 料 的结合 接 近基 体 . 在 Q 2 35 的 A R B 工 艺条 件 下 , 界面 结合 为 裂 口 结合机 制 . 参 考 文 献 [ 1] L e e S H , S a i t o 丫 S ak ia .T M ic or s trU c 仪廿 e s an d m e e h an i e ia P r o - P e rt ies o f 60 6 1 al 叨m l n 切m al lOy P r oc e s s e d b y ac e um u l iat v e or ll - b o n d in g . M a te r S e i E n 吞 2 0 02 , A ( 3 2 5 ) : 2 2 8 2[ 』uH an g X , sT uj i N , H als e n N , et 目 . 场cor stZu c tU r a l e v o lut ion d ur . 加 9 ac e um u lat i v e or ll 一 b o n d in g o f e o n 止 n cer ial P u ir ty a l切叮 m u r n . M a t e r S e i E n g, 2 0 0 3 , A ( 3 4 0 ) : 26 5 [ 3 ] K o l刀 山 n i 丫 U cy am a M . 孤gh d a m P in g e 即 a e ity o f u l tr a . ifn e gar - in e d al um l n 叨m P or d u e e d by ac c um u l iat v e m ll b o n d ign . J A 朋o ys C o m P d , 2 0 0 3 ( 3 55 ) : 4 7 [ 4 ] sT uj i N , 介y o d a T, M in am ion ,Y e t a l . Mi cor sutr e ut ar l e h an ge o f u l tr a if n e . g ar in e d al um in um d ur ign h ihg s Pe d P las ti e d e of mr a - t ion . M a et r S e i E n g , 2 0 0 3 , A (3 5 0 ) : 10 8 [ 5 ] sT uj i N , U ej i 民 M in am 咖 Y N an o s e a l e e ry s at l o g ar Ph i e an a ly - 5 1 5 o f u latr 一 伽 e gr a l n de I F st e e l af b r i c ate d by A R B P ocr e s s . S c ir P at M a te r , 2 00 2 , 4 7 : 6 9 6[] 王铭 宗 . 铝钢 双 金属 复合轧 制层 厚 比 及轧 制力 的研究 . 轧 钢 , 19 9 4 ( 6 ) : 14 7[ ] 黄光 杰 , 汪凌 云 . 三 层 复合铝 合金板 材 的复合 工艺 和结合 机 制 . 金属 成形 工艺 , 19 9 8 , 16 (3 ) : 10 8[] 张 红梅 . 采用低 温急 冷大压 下 细 化铁 素体组 织 . 东北 大学 学 报( 自然科 学版 ) , 20 0 1 , 2 2 ( 4 ) : 2 2 9[ ] 张胜 华 , 郭 祖军 . 铝钢 轧制 复合板 的界 面结 合机 制 . 中南 工 业大 学学报 , 19 9 5 , 2 6 (4 ) : 5 10 [ 10 ] S aot Y S , sT uj i N . N voe l u l atr 一 h igh s tr a in 吨 rP o c e s s of r b u lk m ate ir al d ve e 】O P m e in o f ht e 即e um u lat iV e or ll 一 b o n d ign ( A BR ) p or e e s s . M a te r S c i E n g, 2 0 0 2 , A ( 3 19 ) : 4 5