轻金属连续变断面循环挤压最新研究进展

介绍了连续变断面循环挤压(Continuous variable cross-section recycled extrusion,CVCE)的工作原理,综述了该工艺在轻金属(铝合金、镁合金和钛合金)领域的最新研究进展,分析了连续变断面循环挤压过程中轻金属显微组织细化的机制,以及挤压工艺参数对显微组织的影响。通过对比试验说明了模具构造对AZ31镁合金显微组织细化程度的影响,并且指出了该工艺制备细晶材料的发展方向。     

连续变断面循环挤压工艺参数对TC11合金组织及显微硬度的影响

采用连续变断面循环挤压对TC11合金进行变形,研究了变形温度、变形速度、变形道次对其沿径向显微组织及硬度分布的影响。结果表明:在再结晶温度附近变形时,α相尺寸减小并呈等轴状,晶粒细化显著;而在较高温度变形时,晶粒细化效果变差。同时,变形速度对α相形貌影响较大,速度较低时,初生α相呈长条状,而当速度较高时,初生α相呈等轴状,且分布均匀。变形温度和变形速度对TC11合金沿径向的显微硬度分布有一定影响,试样经不同工艺参数变形后,同一试样沿径向的显微硬度值差异较小且分布较均匀,这与晶粒细化程度较好有关。采用连续变断面循环挤压制备TC11细晶材料时的较佳工艺参数为:850℃,5 mm/s,6道次,α相晶粒尺寸为4~4.5μm,且分布均匀。     

连续变断面挤压成形方法的研究*

本文通过对连续变断面挤压成形的现有各种方法对比研究, 指出了各自的局限性。首次提出并在实验室实现了以液压伺服控制的方式进行连续变断面挤压成形, 通过计算机设定连续变断面的特征参数, 以纯铝为研究对象, 实现了断面由大到小、由小到大的一次和二次曲线的连续变断面挤压过程。研究结果表明: 本研究所开发的连续变断面挤压成形方法, 工艺稳定, 尺寸精度控制可靠。     

大塑性变形制备超细晶金属材料的研究现状

综述了大塑性变形法制备超细晶材料的研究进展,主要介绍了等通道角挤压和高压扭转法两种主要的变形工艺,探讨了超细晶的晶粒细化原理,分析了大塑性变形加工对材料力学性能和腐蚀性能的影响,展望了利用大塑性变形技术制备超细晶结构金属材料的应用前景。     

压扭对20CrMnTi端面组织性能的影响研究

通过实验对20CrMnTi材料的高压扭转成形过程进行了研究,重点考察了试样的端面的组织分布和硬度的变化,分析了外界压力、扭转圈数2个重要的工艺参数对20CrMnTi材料组织和硬度的影响。实验结果表明：高压扭转能够有效地细化晶粒,改善材料组织,且随着外界压力的增大、扭转圈数的增多,晶粒细化越明显,显微硬度提高越显著。     

细晶TC4钛合金两种本构模型的对比

采用Gleeble3500热模拟试验机,对经过连续变断面循环挤压制备的细晶TC4钛合金进行热模拟压缩,采用的变形温度为750~950℃,应变速率为0.001~10 s-1,变形程度为60%。根据实验所得应力—应变曲线采用Arrhenius方程和BP人工神经网络分别建立了经连续变断面循环挤压制备的细晶TC4钛合金的本构方程,并计算了两种本构方程的预测值与实验值的相关度和相对误差。结果表明,BP人工神经网络模型预测值更加精确,比较适合经连续变断面循环挤压制备的细晶TC4钛合金流动应力的数值模拟。     

连续变断面循环挤压AZ31镁合金的组织与性能

采用连续变断面循环挤压法分别对变形镁合金AZ31铸锭和商业AZ31进行不同循环道次的变形,考察其组织、性能变化.结果表明:AZ31镁合金铸锭经过一个循环的挤压,晶粒明显细化.商业AZ31铝合金材料分别进行2、4、6、8次循环变形,随着变形量增大,平均晶粒尺寸不断减小,组织趋于均匀;真应变为16时,平均晶粒尺寸为5.5 μm;随着循环次数增加,伸长率不断增加,与原始态的相比可提高2倍左右,但强度没有明显变化.     

连续变断面循环挤压对AZ31镁合金组织与力学性能的影响

采用连续变断面循环挤压技术及新型复合模具对AZ31镁合金进行挤压变形,分析织构演变和循环次数对AZ31镁合金的组织和力学性能的影响。结果表明:AZ31镁合金经过3次循环的变形,上下端平均晶粒尺寸由母材的29.4μm细化到6.1μm,显微硬度提高了18.4 HV,水平方向和轴向的抗拉强度均得到显著提高,轴向的伸长率得提高15.1%,并且宏观织构显示晶粒取向发生了定向转变。     

连续变断面循环挤压制备细晶材料的新方法

提出了一种新的制备细晶材料的大变形方法--连续变断面循环挤压.其工作原理是:先将圆柱体试样在位于同一中心线上的挤压筒、锥形模内挤压成圆台体,再镦粗成圆柱体.换向180°继续挤压和镦粗,四道工序完成一个循环,重复以上过程,使应变量累积而获得大变形.挤压成的圆台体镦粗时,由上底面至下底面各单元层的变形逐渐减小,不会出现鼓形或失稳现象.文中推导了应变量与变形前后试样高度H和h之间关系的算式,得出n次循环挤压后的累积应变量εn=4n1nh/h.通过对铸态纯铝1A85挤压后的宏观及微观组织观察,其晶粒被反复拉长、压缩而破碎成等轴晶,挤压4循环后的晶粒平均尺寸被细化到1μm.     

沙漏挤压镦粗复合加工技术

本文研究了一种新的晶粒细化方法 :沙漏挤压工艺。这种工艺是在一定温度下通过对材料进行反复挤压产生大的塑性变形 ,同时进行动态再结晶而使材料得到细化。本文对铸态 Zn- Al合金进行了实验 ,初步研究了沙漏挤压工艺对于材料组织和性能的影响。实验结果表明 :沙漏挤压工艺能够有效的细化晶粒 ,使材料获得均匀的等轴细晶组织和优良的综合性能 ,并有助于实现高应变速率超塑性     

连续变断面循环挤压工艺参数对TC4钛合金显微组织及硬度的影响

采用连续变断面循环挤压对TC4钛合金进行变形,研究变形工艺参数对TC4合金沿径向显微组织及显微硬度的影响。结果表明,随着变形温度升高,α相尺寸虽然变化较小但还是有一定程度的长大;变形速度对显微组织中初生α相的含量影响较小,但对其形态和晶粒尺寸的影响相对较大:低速变形时,初生α相呈长条状,而以较高速度变形时,初生α相晶粒呈等轴状,且晶粒有一定程度细化,这是由于在该变形条件下发生了完全动态再结晶;随着变形道次的增加,晶粒细化程度增加,当试样经6道次循环挤压后组织细化效果显著,由原始尺寸的10μm细化至4μm。变形温度及变形速度对试样沿径向的显微硬度分布影响较小,但循环道次却对其影响较显著,随着循环道次的增加,试样沿径向显微硬度值较高且同一试样上的差异较小、分布较均匀,这与组织得到显著细化及均匀化有关。     

热塑性变形晶粒细化技术的研究进展

针对目前钢铁行业的现状,综述了细化晶粒的几种关键技术(累积叠轧,等通道挤压,高压扭转,形变热处理)的特点,并对新型的形变热处理工艺与传统的形变热处理工艺进行了比较。     

热变形可生物降解镁基合金的微观组织特征和力学性能研究进展

镁合金凭借与人骨相近的弹性模量、体内自发的可降解性及优异的生物相容性,在生物医用领域表现出巨大的发展潜力。然而,镁合金室温塑性成形差及绝对抗拉强度/屈服强度低,限制了其广泛应用。热变形作为一种有效改善镁合金力学性能的方式,具有细化晶粒及破坏连续大尺寸第二相等特征,通过引入高密度位错进而显著提高材料强度和塑性。因此,从热变形医用镁合金组织演变特征出发,以变形方式为分类依据,综述了近年来医用镁合金热变形的研究动态。概述了轧制、锻造、挤压、高压扭转等4种典型热变形工艺的差异性特征。在此基础上,阐述了不同热变形工艺下医用镁合金的晶粒细化机制,动态再结晶过程和位错增殖对力学性能的影响规律。进一步归纳了热变形医用镁合金微观组织结构及力学性能的本质关联。     

高压扭转工艺对TA15钛合金组织和性能的影响

通过高压扭转工艺制备不同扭转圈数的TA15试样,利用金相观察、X射线衍射分析和显微硬度测试,分析高压扭转工艺对TA15钛合金组织和性能的影响。结果表明,变形后试样显微组织沿径向分布不均匀,随着扭转圈数增加,组织中粗大的初生等轴α相逐渐减少,晶粒细化效果明显,材料在(200)晶面出现择优取向;高压扭转变形后,材料的亚晶尺寸减小,微观应变和位错密度显著增加;变形后试样的显微硬度显著提高,且随着扭转圈数的增加,硬度逐渐增加,扭转圈数大于4圈时,显微硬度值趋于饱和。     

连续变断面循环挤压TC4钛合金的变形模拟北大核心CSCD

采用Deform软件模拟TC4钛合金棒材以连续变断面循环挤压细化组织效果较好的一组参数:变形温度800℃,挤压速度2 mm/s,6道次循环变形时的应力场、应变场及温度场。结果表明,随着变形循环道次的增加,应变量随之增加,在圆柱坯料高度方向的中间区域等效应变分布较为均匀;对比同一变形循环的挤压工序与镦粗工序,挤压工序的等效应力稍大;此外,变形试样中心区域的温度较高且为大变形区,其原因是试样外表面与模具之间存在热交换而导致试样表面温度较低。但就整体而言,试样变形量分布还是相对均匀,这与其显微组织及显微硬度沿径向分布较均匀的试验结果一致。     

高压扭转压力对304不锈钢组织及性能影响

以304奥氏体不锈钢为研究对象,采用高压扭转工艺对其性能进行改进。利用金相显微镜、显微硬度计和X射线衍射仪分析压力对304奥氏体不锈钢组织和性能的影响规律。结果表明,压力越大对基体组织晶粒剪切破碎越有利,晶粒细化及强化效果越明显。高压扭转前后材料内部位错密度由3.41×1014 m-2增加到5.07×1014 m-2,亚晶尺寸由59.54nm细化到46.03nm,细化程度达22.7%。高压扭转主要通过细晶引起晶粒滑移系位错源开动的阻碍作用来实现304奥氏体不锈钢强化。     

连续变断面循环挤压TC4钛合金的变形模拟

采用Deform软件模拟TC4钛合金棒材以连续变断面循环挤压细化组织效果较好的一组参数:变形温度800℃,挤压速度2 mm/s,6道次循环变形时的应力场、应变场及温度场。结果表明,随着变形循环道次的增加,应变量随之增加,在圆柱坯料高度方向的中间区域等效应变分布较为均匀;对比同一变形循环的挤压工序与镦粗工序,挤压工序的等效应力稍大;此外,变形试样中心区域的温度较高且为大变形区,其原因是试样外表面与模具之间存在热交换而导致试样表面温度较低。但就整体而言,试样变形量分布还是相对均匀,这与其显微组织及显微硬度沿径向分布较均匀的试验结果一致。     

变截面杯形件等温压扭复合成形工艺分析

采用数值模拟与物理实验相结合的方法对基于高压扭转(HPT)工艺的杯形件等温压扭复合成形进行研究,分析了等效应变场、损伤场和成形载荷。结果表明,压扭复合成形工艺改善了金属流动状态,变摩擦阻力为有益摩擦力,成形载荷由传统挤压的355t降至176t,所需扭矩8540N·m,出现最大锻件损伤值的部位在直壁顶端。进行了成形实验,所得压扭件宏观金属流线清晰可见,其微观组织不同于传统挤压件的径向纤维状而是呈弥散、均匀分布,且材料抗拉强度由挤压件的405MPa提升至431MPa。     

采用沙漏挤压工艺制备超细晶材料

沙漏挤压是一种新的晶粒细化方法,通过挤压过程中产生的大塑性变形和动态再结晶而使晶粒得到细化,本文采用Zn-Al合金对这种工艺进行了初步研究,重点研究了变形量对沙漏挤压效果的影响,给出了显微组织变化和力学性能与超塑性能的变化的初步结果。实验结果表明：采用沙漏挤压能使材料获得等轴超细晶组织,材料性能得到很大的提高,并有助于实现高应变速率超塑性。     

有色金属管材的连续挤压

挤压是金属在压缩应力状态下使材料变形的一种加工方法,它可以进行断面减缩率大的加工,是适应于生产各种挤压制品的工艺。但是,通用的挤压方法,每个坯料挤压后需除掉压余,然后再把新的坯料放入挤压筒内,因而操作中间有增加非生产时间的缺点。对此,近年来试图用连续供给坯料来提高生产率,提出了各种连续挤压方法。连续挤压是对坯料直