反复镦压工艺制备超细晶铜的组织与性能

介绍了反复镦压工艺的原理、路线及特点,并研究了纯铜反复镦压后的组织、硬度及拉伸性能。结果表明,反复镦压可在不改变试样形状和尺寸的情况下累积很大的应变。退火态纯铜经多道次镦压后晶粒明显细化。3道次镦压前,纯铜的平均显微硬度随应变的增加快速增加,随镦压次数的进一步增加,硬度上升的幅度下降。多道次镦压后纯铜的抗拉强度明显提高,从退火态的198.5 MPa提高到最高约488.8 MPa。镦压后纯铜的断后伸长率明显下降,但仍在15%以上,其断裂性质仍属韧性断裂。研究结果说明反复镦压是一种有应用前景的制备块体细晶材料的方法。     

基于反复镦压技术制备超细晶纯铜的组织与性能研究

利用反复镦压技术制备了超细晶纯铜,研究了它的金相组织和力学性能。结果表明,反复镦压可累积较大应变,多道次反复镦压后纯铜的力学性能明显提高。当累积应变Σε=4.6时(CCDC=8),其力学性能、布氏硬度达到最大值,与退火态棒材相比,抗拉强度提高了130.3%,布氏硬度提高了201.5%。镦压试样退火后,其抗拉强度比退火态原材料提高36.6%,而断后伸长率基本保持不变。这表明多道次镦压退火制备的超细晶纯铜在断后伸长率基本保持不变的基础上,提高了材料抗拉强度。     

镁合金反复镦挤变形的有限元分析和实验研究

为了改善镁合金的组织和性能,提出一种新型的反复镦挤变形方法,设计了一套集剪切变形和反复镦挤变形于一体的多道次挤压模具。利用DEFORM-3D软件、金相显微镜和维氏硬度计分析了镁合金在反复镦挤变形中的应变、流速和应力的变化,并研究了微观组织均匀性以及硬度分布。结果表明,3道次镦挤变形后,等效应变不均匀指数变得很小,沿样品挤压方向(L1)和横向(L2)的等效不均匀指数最小分别为0.015和0.068,等效应变和等效应力分布均匀,晶粒尺寸从300μm细化到14.6μm,显微组织明显均匀细化,硬度在L1和L2上分别提高了27.1%和20.6%,且分布均匀。     

大变形镦挤制备超细纯Cu组织变化的研究

利用两套模具控制变形,通过反复镦挤变形实现大塑性变形,成功制备了纳米晶纯铜材料。研究了镦挤变形过程的组织变化规律,以及镦挤次数、变形量与纳米纯铜显微硬度、晶粒尺寸之间的关系。结果表明,纯铜经过110次的反复的镦挤变形后,获得了均匀、细小的等轴晶,平均晶粒尺寸为77.1nm左右,显微硬度达到1610MPa(HV)。多方向的镦挤变形对细化晶粒过程有显著影响。多方向的镦挤变形,使平行滑移带形成网状结构,有效地使块体材料晶粒细化,随着变形程度的增加,晶粒逐步细化。     

纯铜纳米晶切屑的等通道转角挤压块体成形工艺北大核心CSCD

通过有限元和试验相结合的方法,探究等通道转角挤压试验中挤压道次对由挤压纳米晶纯铜切屑制备的纯铜棒料所受的等效应变、挤压载荷和平均等效应力的影响规律,研究在热压协同作用下挤压道次对纳米晶细化和纳米成形块体致密性的影响。结果表明:随着挤压道次的增加,试样的平均等效应变和等效应力逐渐增大,变形区的等效应变分布的均匀性降低,试样的硬度先增大后降低;随着挤压道次的增加,在低道次(<4道次)下挤压后试样的固化成形效果越好,在高道次(>4道次)下由于挤压试样受热和高压的作用,晶粒间难以融合固结,且材料出现的孔隙和裂痕增多,试样的变形抗力下降。     

纯铜反复锻造工艺

采用DEFORM软件分析了纯铜反复锻造时的变形行为、速度场、载荷、等效应变以及工艺路线对等效应变的影响。结果表明:高宽比为1的试样,采用楔形凸模在第1次锻造的变形初期,试样存在转动现象,然后,试样左、右两侧沿纵向发生剪切,最后充满型腔;采用平端面凸模第1次反向锻造时,材料首先沿水平方向流动,然后,试样左、右两侧沿纵向发生剪切,最后充满型腔。上述变形过程会导致试样变形不均匀。按照A路线反复锻造后,试样上、下表面的等效应变较高,两侧较低;按照B路线锻造,可以在提高应变水平的同时提高变形均匀性。实验研究表明,经B路线4道次反复锻造后,试样获得了超细晶组织。     

反复镦压6013型铝合金的组织和性能

以6013型铝合金为试验对象,研究了反复镦压工艺制备细晶材料,消除合金各向异性的可行性。采用金相显微镜,透射电镜研究了6013型铝合金反复镦压对合金组织和性能的影响。结果表明:反复镦压使合金内部产生取向各异、彼此交错的变形带,有利于细化合金组织,经480℃,2 h的退火处理后,合金发生再结晶,合金晶粒等轴化,大小分布均匀,与未反复镦压合金组织相比,晶粒显著细化,减轻了组织各向异性;合金强度随镦压道次的增加,先降低后升高,对镦压后的合金进行T6处理(560℃,2 h+191℃,4 h),反复镦压3道次和12道次合金的硬度分别为1418.5和1503.5 MPa。研究表明:反复镦压工艺可以有效细化晶粒,消除组织各向异性,多道次镦压后,合金强度有所提高。     

挤扭过程中应变量对纯铜组织性能影响

运用有限元模拟软件MSC.Marc对纯铜挤扭工艺进行研究,分析挤扭变形过程、应变分布以及挤压道次对应变分布的影响。结果显示,变形可分为变形开始、完全充满、逐步挤出3个阶段。1道次成形后试样中心应变量较小,边缘处相对较大;随着挤压道次的增加,试样中心、边缘应变量均显著增大。采用自行设计的挤扭模具,在室温下进行纯铜的多道次挤扭试验。试验结果表明,应变量较大的边缘处晶粒变形较为剧烈,硬度值也相对较高;挤压道次增加,应变量增大,晶粒变形剧烈,硬度值愈高。     

反复镦压AZ31-Mg2Si原位复合材料的组织和力学性能

采用常规铸造方法制备AZ31-4.6%Mg2Si复合材料,在400℃对铸态复合材料进行1、3和5道次的反复镦压（RU）剧烈变形。材料流动的有限元分析表明：1道次后变形集中于试样底部区域,5道次后可获得均匀的变形。多道次反复镦压过程中基体施加的剪切应力使树枝状和汉字状Mg2Si相破碎成小颗粒,随着反复镦压道次的增加,晶粒尺寸逐渐减小,Mg2Si颗粒分布逐渐均匀,同时强度和塑性显著提高,在400℃反复镦压5道次后,AZ31-4.6%Mg2Si复合材料抗拉强度和伸长率分别为248 MPa和9.8%,而原始铸态复合材料的抗拉强度和伸长率分别只有128 MPa和5.4%。     

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。     

椭圆孔型宽高比对线材表面变形状态的影响

针对高速线材在不同宽高比的椭圆孔型中轧制时的表面变形问题,采用非线性有限元方法,从等效塑性应变及塑性应变能密度的角度说明椭圆孔型宽高比对线材表面变形状态的影响.研究表明,线材在不同宽高比的椭圆孔型中具有相同的变形规律,轧件与轧辊接触临界点附近线材表面变形差异最大,塑性应变及应变能密度在此处出现峰值,易形成褶皱缺陷.减小...     

Effects of Multiple Plastic Deformations on Microstruc-ture and Mechanical Properties of 7A04-T6

The influences of multiple plastic deformations on microstructure and mechanical properties of 7A04-T6 alloy by isothermal compression experiments in different passes deformation on the 6300 kN extrusion press. The experimental results showed that the strength and elongation of 7A04-T6 alloy were increased firstly and then decreased as the deformation pass increases at above 400 ℃. The grains of 7A04-T6 alloy was refined firstly and then grow, the grain was become refinement after four deformations under this experimental conditions. The second phase η (MgZn2) in the matrix would precipitate after solution, precipitation strengthening taking place. It is obvious that the number of second phase which dissolve into the matrix will increase as the deformation pass increasing. So the tensile strength reached the highest after four deformations, is 590.9 MPa, yield strength is 532.5 MPa, and elongation is 12.4%. After four deformations of 7A04-T6 alloy, tensile fracture surface of samples was composed of the deep and uniform dimples, belonging to ductile fracture. Therefore, 7A04-T6 alloy has better comprehensive mechanical properties after four deformations.     

微合金元素Nb对高碳合金钢动态再结晶行为的影响

为研究微合金元素Nb对高碳合金钢动态再结晶行为的影响,利用Gleeble-3500热模拟试验机进行单道次压缩试验,测定了高碳合金钢在变形温度为950~1150 ℃、应变速率为0.01~5 s^-1的流变应力曲线,利用Zeiss光学显微镜观察了奥氏体动态再结晶晶粒形态,通过回归计算获得了相应的再结晶激活能,建立了热变形方程。结果表明:较高的变形温度和较低的应变速率有利于含铌高碳合金钢发生动态再结晶;含铌高碳合金钢的动态再结晶晶粒尺寸随着变形温度的升高而增大,当变形温度为1050 ℃时,含铌高碳合金钢已大量出现动态再结晶晶粒;0.040%铌加入到高碳合金钢中,在应变速率为0.1 s^-1,变形温度为1150 ℃时推迟了钢的动态再结晶开始时间约2.23 s,动态再结晶形变激活能增加了52.26 kJ/mol。     

18CrNiMo7-6齿轮钢的热变形行为及组织演变规律

利用Gleeble-3500热模拟试验机对18CrNiMo7-6齿轮钢进行了等温单道次压缩试验,研究了变形温度为900～1150℃,应变速率为0.01～5 s^-1,应变为0.76的条件下材料的热变形行为;并且通过光学显微镜对热变形后的微观组织进行了分析。建立了唯象型Arrhenius本构方程,预测的峰值应力与试验数据具有很好的一致性。高温热变形过程是加工硬化与动态回复以及动态再结晶的竞争过程,在热变形的过程中会形成变形晶粒、再结晶晶粒、等轴晶和晶粒长大等4种类型的微观组织。当应变速率为0.01 s^-1时,动态再结晶程度与变形温度成正比,当变形温度超过1050℃时,变形能转变成晶粒长大的驱动能,使得晶粒粗大;当应变温度一定(1050℃)时,随着应变速率的增大,动态再结晶发生不完全,导致晶粒组织出现细化、畸变、不完全再结晶共存的现象。变形程度越大,晶粒越细小。     

120°模具室温ECAP制备工业纯钛的热压缩变形行为

在Gleeble-1500热模拟机上对室温120°模具等径弯曲通道变形(ECAP)制备的平均晶粒尺寸为200nm的工业纯钛(CP-Ti)进行等温变速压缩实验,研究超细晶(UFG)工业纯钛在变形温度为298～673K和应变速率为10-3～100s-1条件下的流变行为。利用透射电子显微镜分析超细晶工业纯钛在不同变形条件下的组织演化规律。结果表明:流变应力在变形初期随应变的增加而增大,出现峰值后逐渐趋于平稳;峰值应力随温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大;随变形温度的升高和应变速率的降低,应变速率敏感性指数m增加,晶粒粗化,亚晶尺寸增大,再结晶晶粒数量逐渐增加;超细晶工业纯钛热压缩变形的主要软化机制随变形温度的升高和应变速率的降低由动态回复逐步转变为动态再结晶。     

12MnNb钢的ECAP变形及组织性能研究

室温下对12MnNb钢进行ECAP变形,累积等效应变达到4.通过光学显微镜、电子拉伸机等试验仪器设备,分析研究ECAP变形试样的显微组织特征及其演变规律,以及力学性能的变化规律.结果表明,C方式ECAP变形时,1道次的组织细化和强化效果最为显著,随后道次主要增加晶粒的取向差.经ECAP变形后,强度随变形道次的增加而增加,4道次后的抗拉强度达到895 MPa,并保持了较好的塑性,伸长率达到12.4%.