道次和路径对非致密体挤扭致密效果的影响

运用有限元方法对非致密体材料挤扭（Twist Extrusion,TE）进行分析。通过对纯铜多孔材料挤扭的数值模拟,获得了挤压道次和挤压路径对致密效果的影响。研究结果表明,挤扭工艺可以有效的对非致密体材料进行固结;随着道次增加,所需挤压力也越大,路径a下挤压力大于路径b;挤压道次的增加可以提高试样的有效密度;路径a下致密效果和试样相对密度的均匀性优于路径b。     

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。     

螺旋通道长度对纯铝粉末多孔材料等径角挤扭变形的影响

针对等径角挤压和挤扭两种工艺的不足,在充分发挥各自优势的基础上,提出了一种新型的大塑性变形工艺——等径角挤扭(Equal Channel Angular Pressing and Torsion,ECAPT)。采用DEFORM-3D软件对纯铝粉末多孔材料等径角挤扭成形过程进行单道次三维有限元模拟,重点分析螺旋通道长度对变形试样挤压载荷、等效应变、致密行为等场量变化规律的影响。结果表明,相比于传统的ECAP变形,ECAPT工艺螺旋通道的存在,可大大增加变形试样内部的静水压力;合理的螺旋通道长度,可有效提高变形试样的累积应变量和应变分布均匀性,显著改善变形试样的整体致密效果。文章在综合考虑最优数值模拟结果的基础上,自行设计了螺旋通道长度为30mm的ECAPT模具,并进行了相关实验验证,证明了所建立有限元模型的可靠性。     

纯铝等径角挤扭新工艺变形

等径角挤扭(ECAPT)是结合等径角挤压(ECAP)和挤扭(TE)两种典型的大塑性变形(SPD)工艺而产生的一种新型细晶材料制备技术。利用刚塑性有限元技术对纯铝1100ECAPT工艺变形特征进行模拟研究,获得了等效应变和等效应力的大小及分布规律,分析了挤压载荷随变形时间的变化规律及其对试样变形的影响。结果显示,在模具拐角和螺旋通道处,等效应变得到有效积累,最终呈层状分布,且相对较为均匀,应变分布均匀性也得到一定改善,等效应力在上述两处区域达到最大。采用纯铝进行室温3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,实验结果与模拟结果具有较好的一致性;晶粒得到了明显细化,屈服强度、抗拉强度与显微硬度等力学性能得到明显提高,但试样塑性略有降低。     

纯铜挤扭工艺数值模拟与实验研究

运用有限元模拟软件Msc.Marc对纯铜挤扭工艺变形特征进行研究,分析挤扭变形过程中应变分布以及应变分量的变化趋势.采用自行设计的挤扭模具,在室温下进行了纯铜的一道次挤扭试验.结果表明:变形可分为变形开始、完全充满、逐步挤出3个阶段;应变呈中心低、边缘高的分布;变形过程中正应变分量小,切应变分量较大,变形以剪切变形为主.挤扭过程中存在滑移和孪生两种变形方式;挤扭后试样的硬度得到显著提高,在横截面呈现边缘高、中心低的分布趋势.     

Al-Zn-Mg-Cu合金新型等通道转角双向镦挤变形行为分析

以超高强度Al-Zn-Mg-Cu合金为研究对象,采用数值模拟和实验相结合的方法对其等通道转角双向镦挤过程进行分析。结果发现,变形过程可以分为近局部镦粗、剪切变形、最后填充三个阶段,变形结束后试样根据金属流动和网格畸变程度划分为小变形区、不变形区、剪切变形区、剧烈变形区。不同加载方式使变形区域发生不同程度偏移,上下冲头速度差越大,变形均匀性越差,速度比为1时可获得最大的应变量为3.97,且变形均匀性系数最低为1.89。同时,对不同路径下的多道次变形行为进行研究,发现4道次结束后,B路径比A路径变形更加均匀充分,其变形均匀性系数降低了29 %,剪切变形区占比提升了14 %。     

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。     

等通道转角挤扭工艺对SiC_p-Al复合材料SiC颗粒分布的影响(英文)

采用等通道转角挤扭工艺(ECAPT)将体积浓度为35%的SiC颗粒与65%的纯铝混合粉末直接制备SiCp-Al复合材料。基于金相组织观察和样方法分析,研究在同一试样不同的位置和不同的变形阶段的SiC颗粒分布,并与多道次等通道转角挤压工艺(ECAP)下SiC颗粒的分布进行比较。实验结果表明:剪应变对SiC颗粒的分布有重要的影响。在ECAPT过程中,SiC颗粒分布的均匀性从压实阶段到转角阶段得到很大的改善;单道次ECAPT工艺对SiC颗粒分布均匀性的改善效果相当于两道次ECAP,可以获得相对均匀的颗粒分布。     

大塑性变形法制备SiC_p/Al复合材料的实验研究

采用等径角挤压(ECAP)和等径角挤扭(ECAPT)两种大塑性变形工艺在250℃条件下成功将35vol%SiC颗粒与纯Al混合粉制成SiCp/Al复合材料。通过对显微组织的定性分析和采用样方法的定量计算,获得了不同变形工艺、试样内部不同位置以及不同变形阶段对SiC颗粒分布的影响。结果表明:剪切应变量和基体流动性对SiC颗粒的均匀分布有着至关重要的影响。单道次ECAPT变形后,SiC颗粒分布比单道次ECAP变形时更均匀,基本与2道次ECAP效果相当。随着ECAPT变形过程的深入,SiC颗粒的分布越来越均匀,其中以挤压阶段到ECAP阶段,SiC颗粒分布均匀程度的改善最为明显。     

CuZnAl粉末烧结体材料挤扭成形致密化的热力耦合数值模拟

挤扭(TE)是一种新型大塑性(SPD)变形工艺。采用体积可压缩刚粘塑性热力耦合有限元法对Cu Zn Al粉末体进行了热力耦合挤扭成形致密模拟。分析了挤扭成形致密工艺,探讨了其应力-应变场、温度场变化规律以及致密化行为。结果表明,挤扭工艺能产生较强静水压力,导致粉末多孔体材料致密化,但1道次TE的坯料横截面上各区域致密化呈不均匀性,需要多道次的挤扭成形或模具结构优化。     

1050铝合金扭转挤压加工的3D有限元分析(英文)

研究了扭转挤压做为一种大塑性变形加工技术的可行性,并将其与普通的正挤压进行比较。在室温下对AA1050铝合金成功进行了扭转挤压和正挤压。采用商用有限元软件ABAQUS/Explicit模拟挤压过程。结果表明,在扭转挤压中,所需的载荷要比正挤压所需的小。有限元分析结果表明,在扭转挤压中,试样承受了较高的等效塑性应变,在挤压的最后阶段扭转挤压试样中的应变分布较之正挤压更为平滑,均匀。     

Planar Twist Extrusion versus Twist Extrusion

A modification of Twist Extrusion (TE) process, Planar Twist Extrusion (PTE) with a die having two flat parallel walls moving by the plunger, was designed and implemented in the present study. Characteristics of the deformed state after PTE and TE as well as pressures involved in the processes were studied by means of experiments on aluminum samples and finite element modelling. The differences in a character of the strain distribution and mechanisms of its accumulation during PTE and TE were established. Both processes permitted mixing of the samples on a microscale.     

预制体对C／C复合材料热膨胀系数的影响

以天然气为前驱气体,整体碳毡和2D针刺碳毡为预制体,采用热悌度化学气相渗积技术制备了两种C／C复合材料,其表观密度均为1．74g／cm^3。借助光学显微镜和扫描电子显微镜观察了热解碳基体的生长特征和微观形貌,采用热膨胀仪测量了两种材料的热膨胀系数（CTE）,研究了由不同预制体增强C／C复合材料的CTE,解释了造成材料不同方向CTE差异的主要原因。结果表明,随着温度升高,材料A和B的CTE是逐渐升高的,且Z向CTE值均大于XY向。当两种材料在Z向的纤维体积分数接近时,随着XY方向纤维体积分数增大,材料在Z向的CTE增大,在XY向的CTE降低,两种材料存XY和Z向的CTE旱如下分布：αB—z〉dAz〉αA—xy〉αBxY-C／C复合材料的CTE主要取决于纤维体积分数和排市、碳基体及材料中的孔隙分布情况,前者起决定作用。     

Microstructure evolution,mechanical properties and tailoring of coefficient of thermal expansion for Cu/Mo/Cu clad sheets fabricated by hot rolling

The law of microstructure evolution and mechanical properties of hot roll bonded Cu/Mo/Cu clad sheets were systematically investigated and the theoretical prediction model of the coefficient of thermal expansion (CTE) of Cu/Mo/Cu clad sheets was established successfully. The results show that the deformation of Cu and Mo layers was gradually coherent with an increase in rolling reduction and temperature and excellent interface bonding was achieved under the condition of a large rolling reduction. The development of the microstructure and texture through the thickness of Cu and Mo layers was inhomogeneous. This phenomenon can be attributed to the friction between the roller and sheet surface and the uncoordinated deformation between Cu and Mo. The tensile strength of the clad sheets increased with increasing rolling reduction and the elongation was gradually decreased. The CTE of Cu/Mo/Cu clad sheets was related to the volume fraction of Mo. The finite element method can simulate the deformation and stress distribution during the thermal expansion process. The simulation result indicates that the terminal face of the clad sheets was sunken inward.     

Hollow Twist Extrusion: Introduction,Strain Distribution,and Process Parameters Investigation

Metals and Materials International - Twist Extrusion is kind of severe plastic deformation process which enhances the strength of materials by applying a shear plastic strain and consequently grain...     

放电等离子烧结-热变形各向异性Nd-Fe-B磁体的微观组织及磁性能

采用放电等离子烧结及后续热变形技术制备各向异性Nd-Fe-B磁体,研究烧结温度对放电等离子烧结Nd-Fe-B磁体微观组织和磁性能的影响。随着烧结温度在650~900°C范围内的升高,烧结态Nd-Fe-B磁体的剩磁、内禀矫顽力及最大磁能积呈现先升后降的趋势。在800°C下烧结所获得磁体的磁性能最佳。随后,对800°C烧结后具有最佳磁性能的磁体采用放电等离子烧结技术进行后续热变形处理。与初始吸氢-歧化-脱氢-再复合粉末和烧结态磁体相比,热变形磁体拥有更显著的各向异性和更好的磁性能。当热变形温度为800°C且压缩比为50%时,热变形磁体中的Nd2Fe14B晶粒呈扁平片状且不发生异常长大;磁体沿热压方向具有最佳的磁性能：Br、Hcj和（BH）max分别为1.16 T、449 k A/m和178 k J/m3。     

对高光无痕注射成型塑件翘曲变形的研究

针对快速热循环高光无痕注射成型技术的特点,分析了高光无痕注射工艺参数对液晶平板电视机前壳翘曲变形的影响规律,提出了减少塑件变形的保压压力控制方法。通过CAE分析和试验验证,获得了高光无痕注射工艺参数的优化组合。实践证明,采用优化后的高光无痕注射工艺参数,可以显著减少塑件的翘曲变形,满足整机的装配要求。