ECAP细化晶粒法的仿真与分析

ECAP(Equal Channel Angular Extrusion)方法，是实现材料纯剪切变形的有效方法。本文采用有限元（FEA）分析软件ANSYS对Al的挤压过程进行仿真与分析。分析结果表明：外切角Φ、圆角半径、试样与凹模之间的摩擦系数、凹模本身的特性（如弹性模量、泊松比等）等等，对材料的变形量都有不同程度的影响。     

ECAP变形对20MnSi钢组织与性能的影响

采用C方式等径弯曲通道变形(Equal Channel Angular Pressing,简称ECAP)对20MnSi钢进行了4道次室温变形,研究了变形道次对显微组织和力学性能的影响.结果表明,铁素体组织随变形道次的增加逐渐演变为等轴状大角度晶界的亚微晶组织;试验用钢的硬度和强度随变形道次的增加而增加,4道次后强度有所降低;在本试验条件下,珠光体组织中的片状渗碳体表现出很强的塑性变形能力.     

低碳钢热变形过程中铁素体的织构形成规律

利用背散射电子衍射取向成像技术定量分析了热模拟单向压缩条件下Q235碳素钢热变形时铁素体的织构形成规律。结果表明,在710℃纯铁素体热压缩过程中,形成〈100〉和〈111〉方向的线织构。〈111〉方向织构增强的速度较快,到应变为1.0时达最大值,然后随应变的加大而减弱;〈100〉方向织构在形变量较小时增强的速度较慢,在大应变时增强的速度很快。大应变时虽导致一定程度的动态再结晶,使铁素体晶粒细化,但组织不均匀,织构过强,造成强烈的各向异性。在奥氏体与铁素体两相区变形时,先共析铁素体因形变同样产生强烈的织构。随着形变温度的提高和先共析铁素体的减少,织构减弱。     

ECAP过程中铁素体不锈钢的结构演化和力学性能EI北大核心CSCD

研究了固溶态0Cr13铁素体不锈钢在室温1-4道次等径转角挤压(ECAP)过程中的结构演化和力学性能.结果表明:0Cr13钢在挤压变形过程中晶粒的细化行为在介观上表现为在形变带作用下的晶粒分割;微观上则表现为位错分割机制下的晶粒碎化。四道次后形成了均匀的等轴超细晶结构,平均晶粒尺寸约349 nm。室温拉伸和冲击测试结果表明,实验钢在一道次EACP加工后强度提高,韧塑性下降。后续更高道次挤压变形在使样品强度继续提高的同时,冲击韧性也适当改善了。高道次(3、4道次)样品的冲击韧性大致可以恢复到挤压加工前的～30%。因晶粒细化和动态回复而导致的静力韧度提高和断裂机制转变,是造成高道次样品冲击韧性改善的原因。     

ECAP变形制备超细晶金属材料变形行为的研究进展

综述了等径弯曲通道变形制备超细晶金属材料变形行为的研究进展,重点介绍了等径弯曲通道变形制备的超细晶金属材料变形行为的研究方法及其不同于常规材料的力学行为、应变速率敏感性和超塑性,分析了超细晶金属材料的主要变形机理,进一步指出了变形行为及变形机理微观层次研究中存在的问题及发展趋势。     

室温ECAP和冷轧复合变形工业纯钛的组织和性能

采用ECAP技术和常规冷轧复合变形工艺制备了高强度工业纯钛,研究了复合变形后试样的力学性能与显微组织的关系.结果表明,工业纯钛经室温单道次ECAP和冷轧复合变形后,晶粒被严重拉长,形成了明显的纤维状组织,试样的抗拉强度高达805MPa;随着冷轧变形量的增大,变形组织的细化程度和均匀性提高,使试样的强度和塑性进一步提高.位错滑移和孪生是工业纯钛室温ECAP和冷轧复合变形的主要变形机制.     

室温90°模具ECAP变形工业纯钛的力学性能

采用两通道夹角Φ=90°,外圆角Ψ=20°的模具,在室温,以C方式(两次挤压道次之间试样绕纵轴旋转180°)对工业纯钛进行了4道次ECAP(Equal Channel Angular Pressing)变形,成功制得表面光滑无裂纹试样,并对其力学性能和微观组织进行了检测分析.结果表明,工业纯钛经室温4道次ECAP变形后,原始晶粒细化到170 nm左右,显微维氏硬度和抗拉强度分别由1 792 MPa、438 MPa提高到2 486 MPa、728 MPa,且保持良好的塑性,断后伸长率为21.4%.     

GCr15钢温加工变形中组织结构的变化

研究了GCr15钢片状珠光体温变形过程中组织结构的变化。对变形中发生的变形应力随变形量增加而降低的动态软化现象进行了分析。结果表明,在温变形中,渗碳体片发生了明显的断裂,断裂的方式主要为剪切断裂和弯曲断裂,铁索体发生了动态回复,渗碳体中出现了位错的规则排列。动态软化现象主要是由于变形过程中片状渗碳体发生了断裂所造成的。     

电磁-悬浮铸造对变形镁合金晶粒细化的影响

在悬浮铸造的基础上引入了电磁搅拌,并将其与悬浮铸造的优点有机结合,通过不同电磁搅拌时间对悬浮铸造AZ61变形镁合金进行了试验,悬浮剂的加入使合金液中形成了大的能量起伏和成分起伏,有助于形成细晶组织,电磁搅拌的引入加速了悬浮剂和合金母液的均匀混合,有效避免了悬浮剂在合金液中的聚集"搭桥"现象和悬浮剂在铸件中的夹生,结果表明在悬浮剂为2%(质量分数)时进行2 min搅拌时效果最佳,组织的平均晶粒度最小,达到57.5 μm,是悬浮铸造时的三分之一,是金属型铸造的四分之一.析出相Mg17Al12明显减少和细化,并且在基体上的分布更加弥散.电磁悬浮铸造(2min,2%)对比金属型铸造,抗拉强度提高了约20%,屈服强度提高了约30%,延伸率提高了近50%.     

镁合金的塑性变形机制和孪生变形研究

概述了镁合金的塑性变形机制,介绍了镁合金的主要孪生系及其表征技术,详细分析了变形温度、变形速率、受力方向和晶粒尺寸等对镁合金孪生变形的影响,讨论了孪生变形对镁合金塑性变形、动态再结晶、力学性能与断裂的影响。孪生通常发生在粗大晶粒中,晶粒细化可以激活镁合金中的非基面滑移,抑制孪生变形和降低镁合金的各向异性,指出细晶镁合金的研制和工业化生产是变形镁合金发展的重要方向。     

等径角挤扭工艺的研究

针对等径角挤压(ECAP)工艺和挤扭(TE)工艺中,材料变形不均匀,1道次变形获得的应变量不够大的缺点,将2种工艺有机结合,提出了等径角挤扭(ECAPT)工艺。利用UG和DEFORM-3D软件进行几何造型和有限元模拟,研究变形过程、应力应变分布和载荷变化,并用纯铝进行2道次ECAPT实验,测量试样显微组织和力学性能的变化。结果表明,ECAPT使组织产生更大的应变量,随着行程的增加,载荷增大,在TE通道平稳阶段达最大值,试样头部挤出TE通道后载荷降低;材料的宏观形貌同模拟结果一致,显微组织发生了明显细化,其中第1道次z面和第2道次y面细化效果明显;力学性能得以较大提高,屈服强度由43.31MPa提升至52.19MPa,抗拉强度由71.30MPa提升至130.38MPa。     

ECAP法制备细晶ZK60镁合金的微观组织与力学性能

利用等通道转角挤压法(ECAP)制备出了细晶ZK60合金,通过金相组织观察,拉伸性能测试,EBSD和透射电镜(TEM)研究了不同挤压温度和挤压道次对合金组织与性能的影响.结果表明:ZK60镁合金在210～240℃温度范围内进行ECAP挤压能获得较好的晶粒细化效果;在240℃进行ECAP挤压时,随着挤压道次的增加,合金晶...     

Microstructure and Properties of Al-6061 Alloy by Equal Channel Angular Extrusion for 16 Passes

The experimental researches on Equal Channel Angular Extrusion (ECAE) process of commercial available Al-6061 alloy were conducted and the grain refinement after ECAE processing was investigated. Sixteen passes of ECAE processing at room temperature were conducted and the relationship of grain refinement with extrusion pass was established. The property enhancements after ECAE processing including ultimate tensile strength and Vickers microhardness were investigated to determine the effects of the number of ECAE passes on the mechanical properties of the extruded samples. The research presents a whole picture of ECAE processing of the alloy for up to 16 passes.     

等径角挤压过程中材料的流变行为研究

分析了等径角挤压过程中材料流变的原因和特征,认为每道次挤压材料内部发生的剪切变形量与时间的函数曲线呈近似正态分布,适当升高温度和增加背压能有效减小难变形区,降低通道与试样接触面之间的摩擦能减小材料内部的滞变区.通过实验证明,随着挤压道次的增加,材料内部的滞变区将减小,均匀化程度会逐步提高.     

摩擦力在ECAP成形时作用的有限元模拟

应用有限元方法对一种全新的可应用于板料的等通道角挤压(ECAP)方法中摩擦力的作用进行了有限元模拟.计算模拟结果表明,不同于常规的等通道角挤压中摩擦力的负面影响,在板料等通道角挤压方法中一定的摩擦力和尺寸精确的模具结构却是保证此类等通道角挤压正常进行的关键.     

等通道挤压AZ80镁合金的析出行为和性能

研究了AZ80镁合金经300℃等通道挤压(ECAP)后的组织、织构与力学性能的演变规律以及第二相析出行为的影响。结果表明:ECAP显著促进了粒状连续析出,可有效节省后续热处理时间。A路径多道次挤压最终获得基面织构;Bc路径挤压后形成基面近似平行于剪切面的织构;第二相析出对ECAP织构特征的形成没有显著影响。用该工艺可获得较高的延伸率(13%-19%),但是抗拉强度过低(300 MPa),综合机械性能不理想。可通过抑制挤压前的未溶粗大粒子的析出、减少挤压道次和降低挤压温度等措施优化AZ80的析出控制。     

退火热处理对等径角挤压回收Ti-6Al-4V合金微观结构和显微硬度的影响

采用等径角挤压法回收Ti-6Al-4V合金切屑,并研究了回收样品和退火处理样品的微观结构和显微硬度。结果表明:在回收样品中,切屑之间的边界依然存在,而由于剧烈塑性变形,超细晶结构和较强的纤维织构得以形成。退火处理后,切屑边界部分消失,超细晶组织部分再结晶;而与此同时,退火处理样品展现出更宽泛的织构,再结晶晶粒并不存在择优取向。值得注意的是,退火处理样品的显微硬度较回收样品略有升高。     

低温等通道转角挤压中定向凝固纯铜的组织及性能演变

采用光学显微镜(OM)和XRD技术对干冰冷却后的定向凝固纯铜(99.99%)经等通道转角挤压(ECAP)时的微观组织演变规律进行研究,并测试了ECAP后定向凝固纯铜的硬度及导电性能。结果表明,定向凝固纯铜在低温下经A和C路径变形后易于形成取向一致的纤维组织,并且保持(111)面的择优取向特征,而经Bc路径变形后,柱状晶破碎,形成均匀的等轴晶,且各晶面逐渐趋于随机取向;经过1道次变形后,各路径硬度大幅增加,约为原来的1.8倍,在随后的挤压中,硬度增加缓慢,经4道次ECAP后,Bc路径的硬度有所下降;在低应变下,晶粒取向的一致性使得导电率增加;随着应变的增加,晶格畸变使得电子发生散射,使导电率略有降低。