轧制单层和少层晶铜箔塑性各向异性的晶体塑性有限元模拟

摘要

采用具有拉拔?压缩?剪切复合成形功能的微型异步轧机,对厚度方向具有单层和少层晶结构的铜极薄带开展箔轧实验.基于晶体塑性有限元理论,模拟分析复合轧制单层和少层晶铜极薄带的塑性各向异性行为.将单层和少层晶铜极薄带的初始织构和晶粒形貌输入晶体塑性有限元模型,分析极薄带轧制成形中晶粒层次的滑移启动、定量应变演化以及变形局部化现象.同时,模拟分析单/多滑移系启动、滑移局部化以及与微观组织相关的变形演化.结果表明:轧制单层晶铜极薄带的滑移区域和局部化趋势主要依赖于晶粒形貌结构,晶体塑性有限元模型准确获得滑移启动及其滑移区域的演化.轧制少层晶铜极薄带的滑移和塑性变形具有明显的各向异性,且随晶粒层数的减少而增强.同一晶粒内部和相邻晶粒的晶界局部区域存在显著的滑移与变形差异,这为裂纹的萌生和缺陷的形成提供了有利的位置.