累积叠轧焊(ARB)是一种相对较新的剧烈塑性变形技术,可以用于连续生产超细晶材料。AA1070工业纯铝是一种热处理不可强化材料,其主要强化机制就是利用塑性加工形变来提高其强度。本课题采用AA1070为试验材料,利用ARB技术来改变其组织和性能,通过对常规ARB及改进ARB工艺所得的最终加工板材进行组织性能的观察分析,评价了ARB对材料成形性能的影响,得出了如下主要结论:(1)通过对初始板材进行1?4道次(或循环)的常规ARB试验,进行显微组织、织构、力学性能测试,研究了ARB加工对板材成形性的影响及其机理。结果表明:ARB加工后板材的组织性能发生了明显的变化,表现为典型的冷变形组织形貌;其织构组分随着叠轧次数的增加,也有明显的改变;其显微硬度在第一道次叠轧得到显著提高后,随后增加缓慢。250°C /30min退火处理后,显微组织有回复、再结晶现象发生;第一道次叠轧板材的强度最大,而后随着叠轧次数的提高而显著降低;同时,第四道次叠轧板材的杯突试验值最大,表现出最好的成形性能。所以,ARB技术在一定程度上有利于板材综合力学性能的改善,因而也有利于提高其成形性能。(2)通过对旋转叠轧(即一层板材绕法向旋转180°后再叠轧)2道次板材和常规叠轧2道次板材,分别进行界面结合状况的观察及织构和力学性能测试,研究了改变叠轧板材轧制方向对板材成形性能的影响。结果表明:在金相显微组织观察下二者的界面结合状况无很明显的差别。但是,通过电子背散射衍射(EBSD)观察可以看出常规叠轧2道次板材的界面结合状况要相对较好。表面到中心沿板材厚度方向表现为剪切织构到轧制织构的梯度分布,而平均织构组分均表现为典型的轧制织构,但是旋转叠轧板材的轧制织构更强。旋转叠轧2道次板材表现出相对较高的单向拉伸强度和平面内各向异性,但相对较低的法向各向异性和杯突试验值,而后者表明旋转叠轧板材的成形性较差。因此,改变板材的轧制方向不利于叠轧板材成形性能的提高。(3)通过在室温、无润滑及总压下量相同的条件下,分别采用每道次两层叠轧和每道次三层叠轧的工艺对该纯铝板材进行累积叠轧焊实验,进行组织、织构和性能测试,研究了每道次叠轧层数对板材成形性能的影响。结果表明:与两层叠轧工艺相比,通过三层叠轧工艺所制备的板材金属层之间焊合状况更好,具有较强的剪切织构和轧制织构,表现出较高的延伸率和较低的抗拉强度,因而具有较好的综合力学性能。因此,在板材极限压下量允许的范围内,增加每道次的板材叠加层数有利于提高工业生产的效率,并在一定程度上提高材料的综合力学性能,是改进现有ARB工艺时值得考虑的重要方面。