提出一种基于随机分布偏移相位的轧辊表面峰值密度（PPI）和粗糙度范围可控的无序激光毛化技术。利用多光束干涉原理，分析轧制带钢表面反射光之间形成明暗相间条纹的机制。基于光线追迹方法，研究凸台微结构在等间距分布基础上的偏移产生的随机分布相位，对轧制带钢表面单一波长反射光形成的干涉条纹的影响，以使带钢表面多种波长反射光干涉条纹叠加形成的莫尔条纹近乎消失。轧辊表面凹坑微结构中心间距随机偏移与衰减性“拷贝”获得的轧制带钢表面凸台相同，采用理论与模拟分析得到的均匀分布中心间距随机偏移，利用激光雕刻方法对轧辊材料样件进行无序激光冲击毛化，毛化样件表面粗糙度为，PPI为179。所提出的基于均匀分布偏移相位的无序激光可控轧辊毛化技术，实现了PPI和粗糙度范围可控的轧辊毛化，并且可灵活控制轧制带钢表面质量。
表面光学 多光束干涉 激光毛化 冷轧轧辊 均匀随机分布 偏移相位
1 马鞍山钢铁股份有限公司技术中心, 马鞍山 243000
2 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室, 沈阳 110819
采用光学显微镜、扫描电子显微镜和拉伸试验机研究了屈服强度为360 MPa级高强度冷轧双面搪瓷用钢搪烧前后的显微组织和力学性能, 应用氢渗透实验评价了实验钢的抗鳞爆性能, 并在实验室进行了湿法和静电干法涂搪实验。研究结果表明: 搪烧前后实验钢的显微组织均为铁素体, 经过搪烧, 铁素体由扁平状变为等轴状, 平均晶粒尺寸由5.47 μm增大至7.07 μm, 搪烧前后实验钢的析出相主要是C、S和Ti的析出相及部分C、S和Mn、Ti的复合析出相, 搪烧后晶粒内析出物数量明显变少。实验钢搪烧前的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为382 MPa、469 MPa和34.5%; 搪烧后的屈服强度降低至355 MPa, 抗拉强度降低至405 MPa, 伸长率增加至38%。强度的降低是由于铁素体平均晶粒尺寸增大、第二相析出物密度降低导致的。实验钢的氢渗透时间为9.68 min, 经湿法和静电干法双面涂搪、烧成后无鳞爆, 密着性能良好。
冷轧搪瓷钢 显微组织 力学性能 抗鳞爆性能 cold rolled enamel steel microstructure mechanical properties fish-scaling resistance
1 攀钢集团研究院有限公司 钒钛资源综合利用国家重点试验室,四川 攀枝花 617000
2 华中科技大学 武汉光电国家研究中心,湖北 武汉 430074
为了有效控制全连续冷轧焊缝余高,保障轧辊寿命并提高轧制质量,基于响应曲面法研究了工艺参数对AISI420不锈钢激光-电弧复合焊缝顶部余高（Rt）、底部余高（Rb）、余高占母材比例（Rp）的影响规律,发现Rb主要受到激光功率和焊接速度影响,Rt和Rp主要受到焊接速度和送丝速度的影响。在此基础上,基于最小二乘法建立了Rt、Rb、Rp与工艺参数的二次回归模型,对应拟合度分别为0.928、0.893、0.965。随机选取的5组验证参数表明余高预测值和实际值吻合良好,证明了所建模型的准确性。基于焊接速度、顶部余高、余高占比等多目标要求,优化了工艺参数,得到了给定条件下的优化范围解,对工业现场参数选取具有重要意义。
复合焊接 余高 冷轧 不锈钢 模型 hybrid welding reinforcement cold rolling stainless steel modelling
1 上海交通大学激光制造与材料改性重点实验室, 上海 200240
2 上海拖拉机内燃机有限公司, 上海 200433
为了研究冷轧复相钢和低合金高强钢(HSLA)差厚板的拼焊性能，采用10 kW 级光纤激光器，改变激光功率和焊接速度进行拼焊实验。针对焊缝成形、金相组织、接头硬度、拉伸强度和成形性能进行一系列测试实验。结果表明，冷轧复相钢和低合金高强钢光纤激光拼焊可以得到成形良好的焊缝。焊缝组织以板条马氏体树枝晶为主，复相钢热影响区分为回火软化区、细晶等轴马氏体区和粗晶等轴马氏体区以及混合区等。拉伸试样断裂位置均位于低合金高强钢母材，焊缝杯突裂纹均位于薄板一侧并平行于焊缝。实验结果为冷轧复相钢和低合金高强钢差厚板激光拼焊提供一定的工艺和理论指导。
激光光学 冷轧复相钢 低合金高强钢 差厚板激光拼焊 金相组织分布 力学性能
1 燕山大学材料科学与工程学院, 亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室, 河北 秦皇岛066004
2 青海大学机械学院, 青海 西宁810016
3 Division of Internal Medicine, Department of Medicine, Medical University of South Carolina, 171 Ashley Avenue, Charleston, SC 29425, USA
采用X射线衍射测试极图、 使用专用软件计算织构取向分布函数(ODF), 研究了热轧后454℃×4h再结晶退火的直接铸造5052铝合金板(DC 5052)和双履带连续冷却铸造5052铝合金板(CC 5052)冷轧制到不同压下量的试样, 自表层至心部层的冷轧织构分布差别, 为工业上生产及应用DC 5052与CC 5052铝合金冷轧板提供依据。 结果显示: 同样的大压下量时CC 5052的β织构强度及体积分数高于DC 5052的。 冷轧前CC 5052的再结晶织构Cube的体积分数小于DC 5052的, 剩余位向的体积分数多于DC 5052的, 导致CC 5052表层的β织构强度及体积分数达到与1/4层、 中心层接近所需要的冷轧压下量比DC 5052试样需要的小。 CC 5052冷轧板冲压加工方面的性能优于DC 5052冷轧板。
铝合金 织构 冷轧织构 取向分布函数 X射线衍射 Aluminum alloy Texture Cold rolling Orientation distribution function Xray ray diffraction 光谱学与光谱分析
2013, 33(9): 2574
1 青海大学机械学院, 青海 西宁810016
2 燕山大学材料科学与工程学院及亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室, 河北 秦皇岛066004
3 Division of Internal Medicine, Department of Medicine, Medical University of South Carolina, 171 Ashley Avenue, Charleston, SC 29425, USA
为了对铝合金板轧制技术发展提供依据, 采用X射线衍射仪测试极图并使用专用软件计算织构的ODF, 研究了热轧后经过454 ℃×4 h预先再结晶退火处理的5052双履带连续冷却铸造铝合金板, 进行不同变形量冷轧后自表层至心部层的织构分布状况。 冷轧制后变形量小于40%的试样, 存在织构强度由表层向中心层提高的变化梯度。 变形量大于56.1%的试样, β织构的增加主要是来自剩余位向转变量随变形量的增加; 主要织构β较强、 Goss和剩余位向较弱, 各层之间的织构状态接近。
铝合金 CC 5052铝合金板 织构 冷轧织构 ODF图 X射线衍射 Aluminum alloy Texture CC 5052 aluminum alloy Cold rolling Orientation distribution function X-ray diffraction 光谱学与光谱分析
2013, 33(5): 1364
1 青海大学机械学院, 青海 西宁810016
2 燕山大学材料科学与工程学院, 亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室, 河北 秦皇岛066004
3 Department of Mathematics, College of Arts and Science, University of Kentucky, Lexington, KY 40506-0027, USA
以不同变形量对预先经过热轧和再结晶退火的DC AA 5052直接冷却铸造铝合金板进行冷轧制后, 采用X射线衍射和专用软件测试、 计算并分析表层、 1/4厚度层、 中心层的织构极图和ODF图及有关数据, 研究板厚度方向轧制织构的变化情况, 以为改进轧制工艺、 获得板厚度方向的织构织及性能均匀性提供依据。 各变形量的试样之表层向1/4层、 中心层方向, 存在β织构逐渐增强的梯度; 变形量逐渐增大到90%的过程中, 沿板厚度方向β织构强度的变化梯度逐渐降低、 体积分数逐步增大、 强度逐渐增大并达到各层基本接近。
铝合金 织构 DC AA 5052铝合金 冷轧织构 取向分布函数 X射线衍射 Aluminum alloy Texture DC AA 5052 aluminum alloy Cold rolling Orientation distribution function 光谱学与光谱分析
2012, 32(11): 3123
中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
为了满足惯性约束聚变(ICF)和状态方程(EOS)实验以及靶装配工艺的需要,在薄膜轧制过程中间以及轧制工艺完成以后需要对镍膜进行热处理来改善其组织结构和力学性能.对多辊轧机冷轧的方法制备的厚11 μm镍膜中间退火工艺进行了研究,根据确定的合适的退火工艺退火后继续轧制得到成品镍膜厚7 μm,表面粗糙度小于50 nm,基本满足目前状态方程实验对箔膜的要求.金相显微照片表明镍膜晶粒经500 ℃保温1 h退火由轧制前的条带状变为等轴晶;镍膜硬度经500 ℃退火后由4 GPa降低到了2.3 GPa左右;XRD衍射测试表明镍膜经500 ℃以上温度退火后,高角度的衍射峰开始出现,织构得到一定程度的改善.由此可以确定镍膜合适的中间退火温度为520 ℃保温1 h.
ICF靶 退火 冷轧 镍膜 强激光与粒子束
2007, 19(12): 2031
对汽车用冷轧钢板进行了激光切割工艺试验,研究了激光切割速度与激光功率对切缝宽度、表面粗糙度、挂渣等切割质量的影响.结果显示在相同的条件下,切缝宽度随切割速度的增加而有一定的变化,随激光功率的增加而显著增加.切割速度及激光功率对切割表面粗糙度的影响是一抛物线规律,随切割速度的变化,切割边部形貌存在分形现象.金属材料激光切割后其热影响区非常小,受激光切割工艺参数的影响不大.
冷轧钢板 激光切割 工艺
中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
叙述了多辊轧机轧制金属薄膜原理,以Ti膜制备为例,借助多辊轧机冷轧技术进行1.5 μm厚钛薄带的制备工艺研究.对薄膜的特性测试结果表明:工作辊的表面粗糙度对于轧制薄膜的表面粗糙度的影响很大,降低工作辊表面的粗糙度可以得到粗糙度为25.2 nm的金属薄膜.
多辊轧机 冷轧 表面粗糙度 惯性约束聚变(ICF)
