老学科不容易，我在艰难中求创新

——PRICM-8学术报告内容(见PPT)

喻海良，2013/8/7

现在还在夏威夷，昨天已经顺利完成了我的学术报告《Recent development of flat rolling technologies》，这是一个小的综述，介绍近两年我的一些工作。虽然我的一位朋友讲，应该介绍一些新的工作，当然有，其中有一项工作今天刚刚被《Scientific Reports》发表，所以，对于大家而言，肯定是没有见过的报道。

轧制技术，属于冶金领域，在一个平均影响因子只有0.5左右的领域里面工作是不容易的，特别是在全世界都看重高影响因子期刊的时候，我就时刻感觉到委屈。做的工作不比别人少，取得的成果也不见得比别人低，但是，相对生物等平均影响因子超过2的领域，这个领域属于整个不强，在中科院的期刊分区中，基本上找不出1区期刊，所以，要取得突破性创新是很难得。

创新难，但是，还是得想方设法去寻找创新点。也因此，就有了我昨天的这个学术报告。在报告中，我介绍了五个创新点。下面内容希望可以当做科普知识。

通常轧制过程中，大家比较关注的东西只有三个方面：（1）轧件的几何形状，包括板形、翘曲、板厚差等等；（2）轧件的主要缺陷，包括裂纹、夹杂、偏析、分层、空洞等等；（3）组织性能，各种各样的组织。对于这三个方面，一般都通过控制轧制工艺参数，如轧制温度、轧制速度、道次压下率去控制。通过分析，我认为控制的因素只有两个，温度、轧辊的运动。也就是基于这两个方面，我开展了几个创新的工作。

首先，想方设法改变温度。通常轧制条件，分为热轧和冷轧。为轧件加热，而轧辊冷却的状况。在温度的考虑方面，我想到了两个主要创新点。

1）  改变轧辊的温度。通常轧辊为室温状态，在某些实验仪器上存在有单个轧辊加热的情况。与此同时，在镁合金等轧制过程中，冷轧容易出裂纹，而热轧则需要严格控制周围环境，否则容易产生爆炸等行为。为此，我想到，是否可以把两个轧辊加热，去轧制室温的轧件。所以，就有了第一个创新点，热辊冷轧。详细情况参考文献（1）。

2）  改变轧件的温度。通常轧件的温度为高温或者室温。如热轧钢板，温度控制在900-1100度之间；镁合金控制在300度左右；铝合金也是在200-400度之间。温轧的好处是轧件变形能力大、变形抗力小。所以，对轧机的要求相对较小。另外，冷轧就是指室温轧制。对于这两个方面，都只能做一些传统的创新工作。为此，我们设想是否可以把轧件的温度进行降低，再开展轧制情况。因此，有了深冷轧制。在深冷轧制的基础上，我们进一步提出了深冷异步轧制变形。详细情况参考文献（2、3）。

第二个方面，就是想方设法改变轧辊的运动轨迹。当两个轧辊以同样的线速度轧制时，称为普通轧制，如果改变上下辊轧辊的速度，形成一定的差别，就会产生异步轧制。对于异步轧制，也是有一定的年头了。但是，要创新，还是得想出其它别的办法。

3）  改变轧辊沿轧件厚度方向的运动。这个工艺称为变厚度轧制，目前东北大学刘相华教授在这方面已经开展了大量的工作，并已经取得了很好的成绩。有企业老板给投资几个亿帮助实现产业化。在这个问题上，我也是参与较早，并有一定的发现。详细情况参考文献（4）。

4）  改变轧辊沿轧件宽度方向的运动。这个工艺是一个台湾的研究人员发表的，我觉得也是很有意思。就工艺原理而言，很简单，而且在早期的多辊轧机上已有应用。但是，似乎没有任何人用这个方法来生产纳米金属材料。目前，我只是做了一部分的模拟工作，而且还没有对其原理、影响做详细分析。详细情况参考文献（5）。

最后一个创新点，就是改变轧件的数量。这个应该不属于现在的创新了。很早以前就有复合板轧制，也有叠轧用于生产纳米金属材料。然而，如果从用户的角度考虑，就可能有不一样的创新点。

5）  改变轧件的用途。ARB轧制的材料具有超细晶粒，具有很多的优点。与此同时，目前微成形研究很多，然而都是用单层箔材进行生产。因此，我们设想，用ARB轧制的超细晶材料去生产箔材，也因此有了我提出的第五个创新点。这个工作情况参考文献（6）。

有时候做科研，觉得创新离我们很远，但有时候，他其实离我们很近，只是我们没有看到他的存在，想到他的好。

参考文献

(1) Yu et al. Investigation on temperature change of cold magnesium alloy strips rolling process with heated roll. J. Mater. Eng. Perform. 2012.

(2) Yu et al. Asymmetric cryorolling for fabrication of nanostructural aluminum sheets, Sci. Rep., 2012.

(3) Yu et al. Mechanical properties of Al-Mg-Si alloy sheets produced using asymmetric cryorolling and ageing treatment, Mater. Sci. Eng. A, 2013.
(4) Yu et al. The Wave Motion of the Rolling Force during Variable Gauge Rolling, Steel Res. Int. 2013.

(5) Chen, et al. Tensile strength and deformation microstructure of Al–Mg–Si alloy sheet by through-width vibration rolling process, Mater. Sci. Eng. A, 2012.

(6) Yu et al. Fabrication of ultra-thin nanostructured bimetallic foils by Accumulative Roll Bonding and Asymmetric Rolling. Sci. Rep., 2013.

Recent developments in rolling technologies.ppt

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