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铅板异步轧制的工艺原理是什么样的?

2021-02-15

防辐射铅板异步轧制是一种速度不对等的轧制,即上下工作辊表面的线速度不等,用以降低轧制力,因此又称为差速轧制,也称搓轧,其工艺原理如图2所示。与常规轧制相比,异步轧制的一个显著特点是在变形区内存在“搓轧区”,在“搓轧区”内轧板上、下表面所受摩擦力的方向相反。理想的异步轧制条件是整个变形区全部为“搓轧区”,称为Pv轧制或“全搓轧”。由于“搓轧区”的存在,使轧板在发生压缩变形的同时产生了附加的剪切变形,这不仅可以改变板材的晶粒取向,还可在压下量相等的情况下获得比常规轧制更大的等效应变。因此,异步轧制技术特别适合轧制薄板、双金属板以及对晶粒取向有特殊要求的板材。

近年来,国内外对铅板材的异步轧制技术开展了较多研究。Watanabe等采用异步轧制技术来提高铅板材的室温塑性,结果发现异步轧制的轧板织构和常规轧板的没有本质区别,但异步轧制后基面织构强度减弱,板材的室温塑性明显提高。Lee和Kim等通过研究发现,异步轧制的铅具有细小均匀的晶粒组织和良好的室温塑性,非基面滑移明显增加。异步轧制不仅能提高铅的室温塑性,还能增大加工硬化指数,减小塑性各向异性比,使其室温冲击性能得到明显改善。杨平等对特殊成形工艺下铅的织构与变形机制进行了研究,发现异步轧制的变形机制为基面滑移和压缩孪晶,异步轧制产生的平行于轧面的剪切力促进了相反的基面滑移,使基面织构连续地弱化为非基面织构;单道次异步轧制时,随着道次变形量的增大,弱化基面织构的效果变差,其原因在于水平切应力产生的基面滑移被增大的压下量造成的反方向的基面滑移所抵消。朱素琴等的研究发现。异步轧制温度对铅板材的组织和性能具有较大的影响,400℃轧制时可以获得细小均匀的晶粒组织和高的室温塑性。

上述研究都是基于各自试验条件而采用固定的异步轧制工艺,重在探讨防护铅板异步轧制的可行性。实际上,异步轧制时影响板材组织和性能的工艺参数很多,如异速比、轧制温度、道次变形量和轧制路径等。Waianabe研究发现,当轧制温度从473 K升高至573 K后,板材的屈服强度和抗拉强度几乎不变,但室温伸长率由18.5%降至13.6%,原因在于473 K轧制时更有利于基面织构的削弱;而Huang等的研究结果则存在较大的差异,他们认为在573 K轧制时可以获得较弱的基面织构。上述差异的出现,可能是由于二者所采用的道次压下量(分别为20%和11%)不同所致,这同时也表明了异步轧制时组织和性能的变化规律非常复杂。

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