ECAP变形后纯铜的热稳定性研究

对ECAP变形后的纯铜进行了不同温度下的再结晶退火试验研究,然后对力学性能进行测试并对组织进行了观察,以分析等径角挤压后材料的热稳定性能.结果表明,ECAP变形后的纯铜在240℃以下保持较高的强度,热稳定性较好,而在240℃以上,其强度急剧下降,热稳定性变差.     

热处理对等通道挤压7003铝合金组织和性能的影响

采用显微硬度仪、X射线衍射仪及透射电镜对ECAP法挤压后并进行热处理的7003铝合金进行了组织及力学性能研究.结果表明:经过4道次挤压后,随退火时间的延长和保温温度的升高,试样内部的缺陷减少,位错密度下降,试样的硬度下降,并确定退火温度160℃,保温时间1h为最佳的热处理工艺;通过对X-射线衍射结果分析,发现挤压后的材料在不同的退火温度处理后并没有新相出现,从峰值强度可以看出在160℃退火温度下,保温1h晶粒最为细小.     

等径角挤压304不锈钢热处理组织与性能研究

对经过8道次等径角挤压的超细晶304不锈钢进行不同温度的退火处理,研究了退火温度对304不锈钢显微组织和力学性能的影响,并对断口形貌进行了观察。结果表明,304不锈钢的再结晶起始温度为650℃,而再结晶结束温度为900℃;在退火温度升高至750℃以上时,304不锈钢的组织为部分超细晶和发生再结晶的晶粒组成的双尺度结构;对8道次等径角挤压304不锈钢进行退火处理后,强度和屈强比降低,而断后伸长率提高,750℃退火30 min是较为适宜的退火工艺;随着退火温度升高,材料的断裂机制从脆性断裂逐渐转变为韧性断裂。     

等径角挤压获得超细晶铜的研究

采用等径角挤压技术成功地将纯铜组织超细化，并对其组织、硬度及组织稳定性演变过程进行了研究。结果表明：挤压10道次后，得到了均匀、细小的等轴晶，其平均晶粒尺寸为0．75p．m；等径角挤压后材料的硬度明显上升，挤压4道次后硬度趋于饱和；通过对等径角挤压后试样在不同温度退火时首次发现，可以通过控制再结晶的温度和时间进一步细化晶粒。     

低温退火对累积叠轧焊纯铝板材表面剪切织构的影响

在室温、无润滑条件下,对退火态AA1070工业纯铝板材进行不同道次的累积叠轧焊合试验,然后分别取1道次和3道次板材进行不同温度30 min的低温退火处理.结果表明,同一道次的板材随退火温度的变化,其剪切织构强度有先增加再降低的趋势;不同道次的板材,剪切织构强度随温度升高的幅度不一样.     

不同退火温度对纯铜三通管胀形性能影响

将轧制态纯铜原始管材经400、500、600、700℃退火处理,对4种退火温度下的原始管材进行显微组织分析、拉伸试验,然后进行三通管胀形破裂试验,并通过扫描电镜观察了不同温度退火后纯铜管胀裂后的断口形貌。结果显示:随着退火温度升高,材料的抗拉强度、屈服强度下降,晶粒显著长大。不同温度退火后纯铜管的破裂形貌均为韧性断裂形貌,其中700℃退火管的韧窝深度相对变深,但韧窝数量急剧下降,并且出现比较平坦的断口。随着退火温度(400、500、600℃)升高,最大破裂内压下降,胀形支管高度升高,最大壁厚升高,最小壁厚降低。500、600℃退火由于其微观组织孪晶出现改善塑性,提高了胀形高度; 700℃退火晶粒十分粗大,抗拉强度最低,塑性最差,支管高度最低。     

等通道挤压对纯铜组织与性能的影响

等通道挤压作为强烈塑性变形方法的一种,可使材料的晶粒尺寸细化到纳米级.对纯铜试样进行了不同道次的等通道挤压变形,并对其组织和硬度进行了测试.结果表明,纯铜在进行等通道挤压变形时,先形成条带状亚结构,随着挤压道次增加,这些亚结构逐渐细化,亚界面逐渐转化成小角度晶界,进而转化为大角度晶界.经过等通道挤压变形8道次后,纯铜可细化至40～120 nm大小的纳米晶结构.经等通道挤压后纯铜的硬度显著上升,随着等通道挤压道次的增加,硬度增长趋于平缓,6道次后逐渐趋于饱和.     

等径弯曲通道变形制备超细晶铜的热稳定性

室温下采用等径弯曲通道变形(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)C方式进行了纯铜(99.95%)12道次挤压变形。通过等温和等时退火,研究ECAP变形后铜的退火行为,并研究了等径弯曲通道变形和退火后纯铜的显微硬度和显微结构变化。分析了ECAP应变量、退火时间和退火温度对超细晶铜的再结晶行为、抗软化性能的影响。结果表明:ECAP变形后的超细晶铜在退火过程中,表现出不连续再结晶现象;ECAP降低了铜的热稳定性,变形道次越高再结晶温度越低。退火后稳态晶粒尺寸随变形道次的增加而细化,硬度值随变形道次的增加而增大,回归分析表明,晶粒尺寸与硬度之间的关系符合Hall-Petch公式。     

温度对纯铜等通道挤压变形组织的影响

为了研究温度对纯铜晶粒细化的影响,分别在室温、160、200、250℃下,对纯铜进行挤压变形。结果表明,在室温下等通道挤压,退火态纯铜随挤压道次的增加,晶粒细化,硬度值逐渐升高,最后趋于饱和。从室温到250℃,随着挤压温度的升高,晶粒的尺寸明显减小,晶粒细化更显著。     

等通道转角挤压过程中纯铜位错密度变化和力学性能

利用等通道转角法(Equal channel angular pressing)对纯铜进行挤压变形,研究变形过程中纯铜组织演变,分析位错密度及其相应力学性能变化规律,探讨层错能对组织演变的影响机理。结果表明:退火后纯铜在ECAP变形过程中由小角度晶界逐渐转变为大角度晶界,晶粒尺寸细化到5~10μm;随着挤压道次的增加,纯铜中位错密度显著增大,1道次时位错密度为0.16×1014 m-2,6道次后位错密度达到最大值,为0.41×1014 m-2,之后位错重组和湮灭使得位错密度在一定程度上减小;材料强度明显提高,塑性减小,退火后纯铜的抗拉强度为220 MPa,伸长率为53.5%,8道次后纯铜的抗拉强度为444 MPa,伸长率下降到22.1%;纯铜拉伸断口韧窝数量逐渐增多、变浅且分布均匀,断裂方式整体表现为塑性断裂。通过对组织演化和力学性能分析得出,纯铜作为中等层错能材料,同时具有低层错能和高层错能金属的一些变形特征。     

有色金属ECAP加工技术

文章主要叙述了有色金属等通道转角挤压(ECAP)工艺技术的基本原理、影响因素及关键技术,分析了镁合金ECAP工艺的研究现状,并对有色金属加工技术的发展趋势进行了展望.     

ECAP模具优化设计的有限元分析

以304奥氏体不锈钢作为挤压材料,利用有限元法对ECAP(等径角挤压)模具结构进行了优化分析,并就模具拐角圆弧的圆心位置参数X=0,5,10,20 mm时,对挤压后材料所获的等效应变量的大小及均匀性进行了模拟分析.结果发现,在拐角圆弧角度一定时,X=0时材料获得的等效应变值最大,变形均匀性最好.实际挤压实验结果表明,当X=0时,材料内部所受等效应变量的大小及均匀性与模拟结果一致.挤压后试样金相组织出现织构,沿某一方向晶粒明显被拉长,而在其垂直方向明显被挤压变细,在变形区内试样变形均匀.     

ECAP模具结构改进与设计

等径角挤压(EqualChannelAngularPressing)是一种利用纯剪切变形细化晶粒的大塑性变形加工方法,已引起人们的极大关注.通过大量ECAP挤压实验,对模具结构有了新的认识,并提出了改进模具的方法.     

等径弯曲通道制备的超细晶铜的疲劳性能

研究了等径弯曲通道(ECAP)变形后的超细晶T3铜在恒应力幅控制条件下的疲劳寿命和循环形变行为.通过扫描电镜观察了疲劳试样表面的滑移带,并利用电子背散射技术观察了疲劳前、后晶粒尺寸的变化.结果表明,超细晶T3铜具有较高的疲劳极限(σ-1=153 Mpa),是粗晶铜疲劳极限的2倍.在低周疲劳域内表现出疲劳软化,而在高周疲劳域内表现比较稳定的疲劳行为,甚至出现疲劳硬化.类似驻留滑移带(PSB)的剪切带与最后一次挤压的剪切面一致,剪切带的形成和晶界滑移是疲劳裂纹形核和疲劳断裂的主要原因.     

Improving corrosion resistance of pure Al through ECAP

Abstract

Significant grain refinement and corrosion resistance improvement were achieved in industrial pure Al through equal channel angular pressing (ECAP). The effect of microstructure change on its corrosion resistance was investigated by optical/electron microscopy observation, constant immersion tests, polarisation tests and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in aqueous NaCl solution. The ultrafine grained (UFG) bulk pure Al (with grain sizes of 300–500 nm) has a higher pitting potential E_pit, a lower corrosion current density I_corr in polarisation tests and an increased polarisation resistance R_p from EIS plots, along with reduced corrosion damage in immersion tests, compared with the as cast material. It was found that the improved corrosion resistance resulted from the uniform distribution of fine Si containing impurities and the formation of a denser oxide film. The ECAPed samples with smaller Si containing impurities have lower microgalvanic currents and reduced susceptibilities of pitting corrosion, which is consistent with the classical ‘small cathode, large anode’ mechanism. The strain induced crystalline defects, for example, high angle grain boundaries and dislocations, appear to provide more nucleation sites for the formation of a denser and thicker oxide film, thus enhancing its corrosion resistance.     

冲头形状ECAP模拟分析研究

等通道角挤压(ECAP)是剧烈塑性变形制备超细晶材料的一种有效变形方式,常规的ECAP工艺获得组织不够均匀,损伤较大,由此提出了一种新型的ECAP冲头形状的改良研究。本文采用DEFORM-3D有限元模拟分析ECAP工艺变形机理的方案,引入几何参数λ,即理论剪切面与冲头和坯料的交界面之间的顺时针夹角,研究发现相比传统的水平冲头(λ=45°),采用λ=90°形状冲头可提高经一次通道ECAP挤压后坯料的均匀性,采用λ=0°的冲头的ECAP形变平均损伤显著减小。本研究可为ECAP的工艺研究提供理论指导。     

ECAP制超细晶材料的化学稳定性

采用等径弯曲通道变形法(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)制备的大块体材料因组织均匀、无空隙、无界面污染成为了最有工业化前景的材料之一。对ECAP制超细晶材料化学稳定性研究成果进行了分析,结果显示,ECAP加工对材料化学稳定性的影响主要基于两点:由于ECAP加工细化了材料的点蚀源尺寸而提高了合金的耐蚀性;ECAP加工使材料晶界重排,材料表面点蚀密度增加,合金耐蚀性下降。目前的工作在腐蚀产物膜性质方面和应力腐蚀开裂方面研究不足,建议在后期的研究工作中加强微观结构、腐蚀环境和应力水平间的作用规律研究,建立能够合理解释超细晶材料应力腐蚀开裂的模型。     

等通道转角挤压Al-Li-Cu-Mg-Zr合金的循环形变行为

等通道转角挤压(ECAP)方法制备的Al-Li-Cu-Mg-Zr合金主要由晶粒小于1μm的等轴晶组成，循环形变时，ECAP Al-Li-Cu-Mg-Zr合金在应变幅较小时先出现短暂软化，然后持续硬化；在应变幅较大时持续软化直至断裂．ECAP Al-Li-Cu-Mg-Zr合金的Coffin-Manson曲线近似一条直线．这些特性均与文献报道的峰时效Al-Li-Cu-Mg-Zr合金有所不同。     

等通道挤压后镁合金的微观结构研究

对Mg-6Zn-IGd-0．6Zr合金在预热温度为350、400、450℃下进行了2、4、6道次的挤压。采用光学显锻镜和透射电子显微镜分析了试样ECAP变形前后的显微组织变化，采用显维硬度计对Mg-6Zn-1Gd-0．6Zr合金ECAP变形前后进行了硬度测试，采用X-射线分析法分析了ECAP变形过程中晶面的转动。结果表明：ECAP不仅能够将晶粒细化到纳米级，而且能够提高材料的硬度；Mg-6Zn-IGd-0．6Zr合金ECAP变形后晶粒内部出现高密度位错．促进动态再结晶，对细化晶粒起着重要的作用。