圆形工件等通道转角挤压应变分布和塑性变形区的三维有限元分析

利用三维有限元方法模拟了圆形工件的等通道转角挤压过程,分析了工件上应变分布情况,其与理论值和二维模拟的结果符合较好.通过对稳定变形阶段塑性变形区的分析,探讨了应变分布不均匀的原因,所得结果有利于理解工件变形过程和优化工艺设计.     

强烈塑性变形方法制备块体金属纳米材料

介绍了强烈塑性变形制备块体金属纳米材料的主要方法，分析了利用强烈塑性变形方法制备块体金属纳米材料的微观结构和性能。     

Severe Plastic Deformation Techniques for Bulk Ultrafine-grained Materials

剧烈塑性变形制备超细晶金属材料是当前的研究热点。基于机制和微观组织变化综述了剧烈塑性变形制备块状超细晶材料的一些方法,特别是给出了两种新型成形技术-等截面椭圆变通道扭挤和等截面椭圆转变通道扭拉,此外还阐述了剧烈塑性变形存在的问题及未来的研究方向。     

Producing Thin-Walled Tube of Pure Copper by Severe Plastic Deformation of Shear Extrusion

剪挤(SE)成形方法作为一种剧烈塑性变形方法被提出来用于成形薄壁管件,为评估该方法的细晶能力和强化效果,以纯铜管件为研究对象,对其进行4道次的SE成形。金相观察发现剪挤成形的组织得到很好的细化,同时伴随晶粒取向的增大现象。TEM研究表明,纯铜SE细化主要是由剪应变引起的位错细化机制为主,以应变局部化动态再结晶为辅的复合细化机制。此外,成形后材料的HV硬度1070 MPa较成形前材料的硬度400 MPa有很大的提高,该变化主要是位错强化引起的     

ECAPT过程中载荷变化规律的数值模拟

为了掌握纯铝在ECAPT过程中的力学变化规律,利用刚塑性有限元技术对纯铝1100的ECAPT变形行为进行数值模拟,重点分析了载荷在挤压过程中的变化规律及产生变化的原因。结果表明：ECAPT过程大致分为载荷骤升、2次小幅度升高和载荷下降4个阶段;载荷峰值随着摩擦因数的增大迅速增大,应采取有效的润滑措施减小摩擦从而降低载荷峰值,提高模具寿命;随着摩擦因数的增大,载荷在达到各阶段峰值后下降趋势越来越明显。     

大塑性变形法制备块体纳米材料

综述了大塑性变形法制备块体纳米材料的条件和原理，以及用该法制备的纳米材料的微观结构和力学性能，并分析了其中存在的问题，估计了该技术的实际应用潜力。     

等通道弯角挤压变形机理模拟与工艺参数优化

通过等通道弯角挤压工艺 (EqualChannelAngularPressing ECAP)能够获得块状超细晶粒材料 (包括亚微米和纳米材料 )。模具几何形状、摩擦条件等工艺参数对挤压过程具有重要影响。本文应用作者自主开发的商品化软件 ,通过大量的有限元模拟 ,研究了过程参数对挤压件变形分布、挤压载荷的影响规律 ,给出了不同模具拐角和圆心角对ECAP挤压件变形区产生的累积等效应变、等效应力和载荷 行程曲线的影响 ,为优化模具形状和获得所要求的挤压件变形分布提供了大量有效的结果和规律。     

挤压件尺寸对等径角挤压成形工艺的影响

为了通过大塑性变形技术制备出满足工业需求的大尺寸块体超细晶材料,采用有限元法模拟了不同尺寸挤压件的1、2道次等径角挤压过程,得到了各挤压件的等效应变、等效应力和载荷曲线.分析得出:挤压件尺寸对等效应变的大小和分布以及等效应力的大小影响甚微;但随着挤压件尺寸的增大,等效应力和2道次等效应变的分布均匀性降低,挤压载荷增大.这表明:经过多道次等径角挤压的大尺寸挤压件可以获得晶粒分布均匀的大块体超细晶材料.     

两种塑性变形加工1060纯铝的组织和性能研究

采用等通道角挤压变形和累积叠轧焊两种大塑性变形方法对1060纯铝进行了加工，研究分析了纯铝在加工后的微观组织和力学性能变化和规律。结果表明：在相同的累积变形条件下，ARB和ECAP都能实现材料的晶粒细化和力学性能改善的目的。但南于两种塑性加工方式细化晶粒的机理和加工工艺不同．所以晶粒细化程度和力学性能的改善程度有所差别。ARB法将晶粒最小可以细化到500nm左右，ECAP法能细化晶粒到大小约为1μm。     

大塑性变形Ag-20Cu复合丝材各相变形特征

采用包覆法制备了Ag-20Cu(体积分数,%,下同)复合材料初始锭坯,热挤压成复合线材,再通过冷拉拔大变形制得Ag-20Cu复合丝。分别测量了不同真应变η下复合丝材的力学性能;通过扫描电镜测量不同真应变η下Ag和Cu两相尺寸变化,观察了其断裂形貌。通过上述实验研究了变形过程中Ag-20Cu复合材料的各相变形特征。研究结果表明:变形过程中,由于复合材料各组成相的力学性能不同,Ag和Cu两相发生协调变形,且不同变形阶段两相的协调变形方式不同;由于各相在变形过程中存在不同程度的加工硬化和回复,不同的变形阶段,复合材料的性能变化趋势不同,各相对复合材料性能的影响也不相同。     

等通道球形转角膨胀挤压工业纯铝的剧烈塑性变形行为（英文）

提出一种耦合强塑性应变与高静水压力于一体的新型剧烈塑性变形工艺——等通道球形转角膨胀挤压(ECAEE-SC)。采用三维有限元数值模拟分析软件DEFORM-3D研究工业纯铝在ECAEE-SC变形过程中的塑性变形行为,分析材料流动、挤压载荷、等效应变和平均应力的分布规律,并与传统ECAE工艺进行比较。开展工业纯铝室温单道次ECAEE-SC变形验证实验,探讨材料显微组织和显微硬度的演变规律。结果表明,在ECAEE-SC变形过程中,材料内部处于理想的静水压力状态,挤压变形所需载荷较传统ECAE工艺时大幅增加。经单道次变形后,坯料内部累积塑性应变量达3.51且变形均匀性良好;工业纯铝晶粒得到显著细化,内部形成亚微米级等轴超细晶组织;材料显微硬度均匀分布,硬度值由初始铸态的HV 36.61提高到HV 70.20,增幅达91.75%。     

超声滚压剧烈塑性变形诱导金属材料结构演变的研究进展

首先,对表面完整性的基本概念和内涵进行了概述,同时简要介绍了超声实现滚压技术的基本原理及其优点。随后,对比分析了不同剧烈塑性变形方法的特点和局限性,引出了实现表面完整性的相关剧烈塑性变形协调机制。在此基础上,随后结合其他剧烈塑性变形强化工艺,重点总结了超声滚压剧烈塑性变形对金属材料表面微观结构演变的影响。具体探讨了剧烈塑性变形诱导晶粒细化机制、晶粒生长机制以及合金元素偏聚机制等,主要分别论述了不同层错能的面心立方、体心立方以及密排六方等不同金属晶体结构的晶粒细化机制(以位错滑移、变形孪晶为主导)、晶粒长大机制(以晶界迁移、晶粒旋转为主要)与合金元素偏聚机制(晶界偏聚、位错核心偏聚)等。最后,对以上内容进行了综合总结,并针对超声滚压技术研究中存在的问题给出进一步研究和发展的建议,从而为实现超声滚压金属材料的表面完整性的主动精准控制及提高其服役寿命与可靠性提供一定的参考。     

大塑性变形冷压铝箔的室温回复行为

通过大轧制变形制备了含铜或锰的工业纯铝箔（低合金铝铁硅系），通过拉伸试验、光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射和三维原子探针研究了室温停放或低温退火对铝箔力学性能和组织的影响。结果表明，室温停放后铝箔的抗拉伸强度和延伸率同时下降。亚晶合并等亚结构的回复机制导致了力学性能下降。含Mn合金因其亚晶尺寸的增加更为显著，延伸率下降更为明显。原子团簇强化可以部分补偿强度下降，而第二相的影响可忽略不计。     

大塑性变形对镁合金微观组织与性能的影响

综述了在镁合金加工中得到应用的大塑性变形方法,针对性地分析了不同制备工艺对合金晶粒尺寸、织构、性能的影响,提出了今后大塑性变形在镁合金加工中的研究重点是:优化现有加工工艺;发挥细化晶粒的作用;控制合金织构;提高合金的综合性能.     

65Mn钢的等通道转角挤压变形

研究了65Mn钢的等通道转角挤压(ECAP)变形，C方式650C下ECAP变形中，65Mn钢中的渗碳体以周期性弯曲变形、周期性剪切变形、剪切断裂等形式协调ECAP的强烈塑性变形。ECAP使65Mn钢中的渗碳体可以表现出很强的塑性变形能力-观察到最大切变形达到1．9的等效真应变。由于渗碳体的强烈塑性变形，在其内部导入了大量的晶体缺陷甚至亚晶界，为后来渗碳体的加速溶解和球化打下了基础。     

非连续TiB+TiC颗粒增强钛基复合材料的剧烈塑性变形行为

针对TiB+TiC陶瓷颗粒增强钛合金提出一种新的强塑性变形方法,即将等径弯曲通道变形应用到非连续增强钛基复合材料中。本文采用通道夹角Φ=120°成功地实现了(TiB+TiC)/Ti6Al4V钛基复合材料1~4道次B_c路径的ECAP变形,研究了剧烈塑性变形对微观组织演化和力学性能的影响。结果表明,剧烈塑性变形可以实现TiB纤维和TiC颗粒的细化,以及基体晶粒的细化;随着挤压次数的增加,基体中偏聚的TiB细长纤维和TiC大颗粒也随着挤压道次的增加也逐渐趋于均匀化,力学性能也得到了提高,抗拉强度能够提高至1205MPa,延伸率与挤压1道次相比也得到了明显提高。     

纯铜拉扭组合剧烈塑性变形细晶研究

以面心立方的T2纯铜为实验材料,采用拉扭组合变形为实验方法,通过对材料变形前后的微观组织对比和基于微小材料压缩试验的显微硬度测量及弹性模量分析,探讨剧烈塑性变形（severe plastic deformation,SPD）条件下材料的理想极限应力状态,以期获得不同拉扭应变分量比值加载路径对剧烈塑性变形晶粒细化极限（饱和）状态的影响规律。     

Equal channel angular extrusion of NiTi shape memory alloy tube

As a new attempt, equal channel angular extrusion (ECAE) of nickel–titanium shape memory alloy (NiTi SMA) tube was investigated by means of process experiment, finite element method (FEM) and microscopy. NiTi SMA tube with the steel core in it was inserted into the steel can during ECAE of NiTi SMA tube. Based on rigid-viscoplastic FEM, multiple coupled boundary conditions and multiple constitutive models were used for finite element simulation of ECAE of NiTi SMA tube, where the effective stress field, the effective strain field and the velocity field were obtained. Finite element simulation results are in good accordance with the experimental ones. Finite element simulation results reveal that the velocity field shows the minimum value in the corner of NiTi SMA tube, where severe shear deformation occurs. Microstructural observation results reveal that severe plastic deformation leads to a certain grain orientation as well as occurrence of substructures in the grain interior and dynamic recovery occurs during ECAE of NiTi SMA tube. ECAE of NiTi SMA tube provides a new approach to manufacturing ultrafine-grained NiTi SMA tube.     

晶体塑性模拟在等通道转角挤压中的应用

概述了晶体塑性模拟在面心立方金属等通道转角挤压中的典型应用.结果表明,这些模拟能够较好地解释仅基于宏观变形行为所不能解释的晶粒细化效率的路径相关性和亚结构方向性问题,能够满意地预测不同加工条件下材料的晶粒取向稳定性和织构演变.应用表明,晶体塑性模拟是探索晶粒变形的晶体学特性以及相关行为的有效手段,而这些特性常常被现有宏观理论所忽略或错误地解释.     

板材分段多点成形中局部剧烈塑性变形的研究

局部剧烈塑性变形是分段多点成形中特有的一种缺陷,对其进行深入的研究有利于分段多点成形技术的进一步实用化.本文以圆柱形工件为例,对分段多点成形过程进行数值模拟,详细分析了局部剧烈塑性变形的产生机理,并采用非均匀有理B样条曲面(NURBS)方法,进行过渡区的协调设计来抑制局部剧烈塑性变形的产生,实验证明这种方法能够显著提高工件的成形质量.