挤压速度对等通道转角挤压6061铝合金力学性能的影响

用自行设计的内角90°,外角30°的等通道转角挤压模具对6061铝合金进行了室温挤压,分析了不同挤压速度对其力学性能的影响。利用金相显微镜和扫描电镜(SEM)观察了金相组织和拉伸断口的形貌特征。结果表明:6061铝合金的断裂特征是韧性断裂,在3道次ECAP变形过程中,随着变形道次增加,6061铝合金的显微硬度和抗拉强度增大。当挤压速度达到35 mm/min时,合金的强度和硬度是最好的。     

前处理T艺对Al-Zn-Mg-Cu合金ECAP的影响

研究了退火、固溶、双级时效以及回归(RRA)热处理4种前处理工艺对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金多道次等径通道挤压(ECAP)变形过程的影响.试验结果表明,退火态试样在常温下只能进行2道次ECAP变形,而其余3种状态常温下经1次ECAP变形后便发生严重的开裂现象.退火处理后的试样采用523 K温度加热可进行多次ECAP变形,挤压后晶粒明显细化且逐渐向等轴状演化.8道次之后晶粒细化趋于缓和,10道次后等效真应变达到了6.2,晶粒为O.8 μm左右的等轴状.随着挤压道次的增加,试样显微硬度不断增大,且存在定量关系.     

等通道转角挤压制备超细晶Mg15A1双相合金组织与性能

对高铝双相合金Mg15A1在553K以Bc路线进行了不同道次的等通道挤压（ECAP）,获得了超细晶高铝镁合金。通过OM,SEM,TEM分析了ECAP前后合金的微观组织结构及断口形貌,并测试了不同挤压道次后合金的硬度和室温拉伸性能,分析了ECAP细化晶粒机理及其性能改善原因。结果表明,随挤压道次增加,累计形变增强,网状硬脆相β-Mg17Al12破碎,合金晶粒显著细化,但对单相区和两相混合区细化效果不同。在α、β两相共存区内,4道次ECAP后形成100nm-200nm的细晶粒;在α单相区,4道次ECAP后晶粒为1μm以下,且在初晶α-Mg内析出弥散细小的β相,起到细晶强化和弥散强化作用。8道次ECAP后,晶粒略有长大。ECAP使合金的硬度、抗拉强度和延伸率同时得到提高,尤其是4道次ECAP后,硬度提高了32．04％,抗拉强度σb从150MPa提高到269．3MPa,延伸率δ由0．05％提高到7．4％;8道次ECAP后,硬度、抗拉强度略有下降,延伸率略有上升。SEM断口观察显示ECAP使合金拉伸断口形貌由铸态的解理断裂特征转变为延性韧窝断裂特征。     

6061铝合金超细晶制备及其组织性能的研究

采用等径角挤压和反复镦挤相结合的复合挤压技术,对6061铝合金进行挤压变形实验.观察了材料微观结构,测试了挤压过程中屈服强度、硬度的变化.结果表明:经四道次复合挤压后可以使6061铝合金的平均晶粒尺寸从35μm减小到350nm,显微硬度为70.6HV(X面)、55.5HV(Y面)、58.1HV(Z面),屈服强度为245MPa.且多道次变形不改变加工前后材料的块体形状.     

等通道转角挤压对LA141镁锂合金显微组织及力学性能的影响

采用等通道转角挤压(ECAP)工艺在室温下对LA141镁锂合金进行了1～4道次挤压变形。对变形合金进行了物相分析、显微组织观察、扫描电镜分析以及室温拉伸试验,研究了ECAP挤压工艺对LA141镁锂合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:随着ECAP挤压道次的增加,合金中粗大的晶粒在剪应力作用下沿挤压方向被拉长而形成带状组织,剪切带变得更加细小并趋于均匀分布;与原始态试样相比,挤压后试样的拉伸强度和伸长率均有不同程度的提高,挤压后拉伸断口呈韧窝状,随着挤压道次的增加,韧窝尺寸减小,韧窝数量增多,塑性增加。     

等通道转角挤压制备超细晶Mg15Al双相合金组织与性能

对高铝双相合金Mg15Al在553K以Bc路线进行了不同道次的等通道挤压(ECAP),获得了超细晶高铝镁合金。通过OM,SEM,TEM分析了ECAP前后合金的微观组织结构及断口形貌,并测试了不同挤压道次后合金的硬度和室温拉伸性能,分析了ECAP细化晶粒机理及其性能改善原因。结果表明,随挤压道次增加,累计形变增强,网状硬脆相β-Mg17Al12破碎,合金晶粒显著细化,但对单相区和两相混合区细化效果不同。在α、β两相共存区内,4道次ECAP后形成100nm～200nm的细晶粒;在α单相区,4道次ECAP后晶粒为1μm以下,且在初晶α-Mg内析出弥散细小的β相,起到细晶强化和弥散强化作用。8道次ECAP后,晶粒略有长大。ECAP使合金的硬度、抗拉强度和延伸率同时得到提高,尤其是4道次ECAP后,硬度提高了32.04%,抗拉强度σb从150MPa提高到269.3MPa,延伸率δ由0.05%提高到7.4%;8道次ECAP后,硬度、抗拉强度略有下降,延伸率略有上升。SEM断口观察显示ECAP使合金拉伸断口形貌由铸态的解理断裂特征转变为延性韧窝断裂特征。     

7003铝合金ECAP变形后力学性能和断口研究

在室温对完全时效商业7003铝合金进行4道次Bc路径ECAP挤压后进行拉伸和硬度试验,借助SEM和EDS对断口进行分析。结果表明:随着拉伸道次的增加,硬度和抗拉强度的增强,延展性下降明显;断口为韧性断裂,出现等轴韧窝、撕裂韧窝、剪切韧窝和卵形韧窝;第二相质点对韧窝尺寸的影响非常大。     

前处理工艺对Al-Zn-Mg-Cu合金ECAP的影响

研究了退火、固溶、双级时效以及回归（RRA）热处理4种前处理工艺对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金多道次等径通道挤压（ECAP）变形过程的影响。试验结果表明,退火态试样在常温下只能进行2道次ECAP变形,而其余3种状态常温下经1次ECAP变形后便发生严重的开裂现象。退火处理后的试样采用523K温度加热可进行多次ECAP变形,挤压后晶粒明显细化且逐渐向等轴状演化。8道次之后晶粒细化趋于缓和,10道次后等效真应变达到了6．2,晶粒为0．8μm左右的等轴状。随着挤压道次的增加,试样显微硬度不断增大,且存在定量关系。     

等通道转角挤压镁合金的微观组织和力学性能

采用自制的90°模具,分析不同的ECAP挤压路径对AZ31镁合金变形后的微观组织和力学性能的影响;对挤压后的试样进行显微组织观察、硬度测试,研究等通道挤压工艺(ECAP)对AZ31镁合金的晶粒细化效果.结果表明:Bc路径晶粒细化效果较好,随着挤压道次增加,晶粒发生细化,7道次后晶粒尺寸由原来的70μm细化到4.8μm左右;硬度值随道次增加显著提高,3道次后达到最大值90.81MPa,之后随道次增加,硬度略有下降,趋于稳定.     

ZK60镁合金往复挤压实验研究

通过塑性变形装置实现了挤压态ZK60镁合金往复挤压实验,探讨了显微组织演变过程和力学性能变化。结果表明:相比初始挤压态,350℃往复挤压后各个道次的试样具有更加优良的显微组织和力学性能。随挤压道次增加,显微组织晶粒更加细化,等轴细小晶粒增多,组织均匀性不断提高;拉伸断口形貌显示随着道次增加,韧窝数量与深度明显增加,变形能力提高显著。拉伸实验数据表明,往复挤压很大程度上改善了ZK60镁合金的力学性能,特别是塑性变形能力。1道次往复挤压后,径向硬度都比原始态高,并随温度升高有下降的趋势,轴向硬度也随着温度升高而降低,390℃下试样轴向硬度与初始样硬度值接近;350℃下不同道次往复挤压后,试样中部径向、轴向硬度随道次增大而降低,而颈部径向硬度呈不规律性变化。     

ECAP纯铝L2的力学性能及微观组织研究

等通道转角挤压(ECAP)是一种超细晶制备技术,可细化合金组织,改善材料性能.本文研究发现,ECAP纯铝L2,抗拉强度随挤压次数的增加而增加,8道次左右达到饱和.伸长率经1次挤压后大幅度下降,由40%下降至15%,4或5道次时伸长率有所增加.硬度随挤压次数的增加而增加,在3～4道次达到饱和.纯铝L2原始晶粒大小为1 mm的近等轴状晶,ECAP后,随挤压道次的增加,向细小等轴晶转变.至8道次后,晶粒大小约为1 μm.     

ECAP挤压对5083铝合金组织与力学性能的影响

研究了5083铝合金等通道转角挤压(ECAP)的室温拉伸性能.结果表明:5083铝合金经100℃、16道次ECAP挤压后,晶粒明显细化且第二相均匀弥散分布,合金的强度提高至480MPa;200℃、16道次ECAP挤压后,合金强度有所下降(约380MPa),但塑性显著改善(伸长率16％以上);降低ECAP挤压温度、增加挤压道次可获得更高的挤压硬化和细晶强化效果,在100℃ECAP挤压和200℃退火同样可提高该合金的抗拉强度和塑性变形能力.     

ECAP对连铸Cu-Ag合金断口形态及力学性能的影响

采用连续铸造和等径角挤压变形(ECAP)加工集成技术制备Cu-Ag合金,研究其力学性能和相应的拉伸断口形态。研究发现,Cu-Ag合金的强度随着ECAP加工道次和Ag含量的增加而增加,而延伸率却下降。连续铸造和ECAP加工的合金与传统浇铸和ECAP加工的合金相比,缩颈前静态韧性有所提高。同时发现,只有连铸的Cu-Ag合金在断裂前表现出缩颈现象,而经ECAP挤压后试样的断裂变为剪切模式,随着ECAP道次的增加出现不同的剪切断裂角。基于实验结果,讨论了经ECAP挤压后连铸Cu-Ag合金的拉伸断裂机制。     

等通道转角挤压Mg-3.52Sn-3.32Al合金的组织与力学性能

采用等通道转角挤压（ECAP）Bc路径对固溶态Mg-3.52Sn-3.32Al合金分别挤压1、4和8道次。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪分析合金的组织和相组成,并测试了其室温拉伸力学性能。结果表明,经ECAP挤压后,固溶态合金组织中析出大量细小的Mg2Sn相和极少量的Mg17Al12相。随挤压道次增加,合金的综合力学性能先提高后降低。经4道次挤压后,合金的综合拉伸力学性能相对较佳,抗拉强度、伸长率和硬度分别达到250 MPa、20.5%和61.3 HV9.8,较未ECAP时分别提高43.7%、105%和26.9%。经ECAP挤压的合金室温拉伸断口均呈韧性断裂。等通道转角挤压Mg-3.52Sn-3.32Al合金的力学性能受晶粒尺寸、析出相以及组织织构的共同影响。     

Al-Zn-Mg-Cu铝合金ECAP变形后的组织和性能

通过对退火态的Al-Zn-Mg-Cu系铝合金在523 K加热进行不同道次等径通道挤压(ECAP),采用120°模具在Bc路径下经10次ECAP变形后等效真应变达到6.2.试验结果表明,退火态合金试样ECAP挤压后晶粒明显细化,8道次之后晶粒细化趋于缓和,10道次后获得晶粒尺寸为0.8 μm左右的等轴状组织.性能测试结果表明:合金的显微硬度、抗拉强度及伸长率随着ECAP变形道次的增加而增大,ECAP提高了合金的综合力学性能,显著地改善了合金的塑性.     

6061铝合金等通道转角挤压时的流变性能

分别对退火态和固溶时效态6061铝合金进行8道次及4道次等通道转角挤压,用有限元软件Deform-3D模拟变形过程,研究连续大变形对组织性能的影响规律.结果表明:等通道挤压使晶粒破碎细化,金属流线走向与剖面对角线方向基本一致;退火态合金的表面硬度随变形道次增加而升高,各道次挤压载荷峰值没有随着变形道次增加而单调增加,而是经历一个升高、降低、再升高的过程.固溶时效态合金的表面硬度在2道次变形后达到了峰值,其载荷峰值也在第2道次变形时最高.硬度值的变化规律与强化因素及位错的运动有关,而载荷的变化规律与摩擦力的变化及其对载荷的贡献大小有关.模拟结果发现,挤压载荷峰值随着变形道次的增加而增大,与实测值不相符.由于剧烈变形使合金组织性能变化较大,因此需要适当修正材料本构关系,才能正确反映其流变行为.     

基于变形均匀性的AZ31镁合金ECAP多道次成形工艺研究

以AZ31镁合金为研究对象,利用刚塑性有限元法,研究ECAP变形工艺条件对变形均匀性的影响.模拟得到的试样主要变形区的平均等效应变值与理论等效应变值吻合度高.结果表明:变形均匀性改善主要集中在前4道次,而后4道次变化不大;过高或低的坯料温度均不利于应变的均匀分布;适当的摩擦系数和较低的挤压速度能促进试样均匀变形.结合正交实验,得出控制变形均匀性的最优方案是:模具温度240℃,坯料温度270℃,摩擦系数0.3,挤压速度3mm· s-1.     

EOAP纯铝L2的力学性能及微观组织研究

等通道转角挤压（ECAP）是一种超细晶制备技术．可细化合金组织,改善材料性能。本文研究发现．ECAP纯铝L2,抗拉强度随挤压次数的增加而增加．8道次左右达到饱和。伸长率经1次挤压后大幅度下降,由40%下降至15%,4或5道次时仲长率有所增加。硬度随挤压次数的增加而增加．在3～4道次达到饱和。纯铝L2原始晶粒大小为1mm的近等轴状晶,ECAP后．随挤压道次的增加,向细小等轴晶转变．至8道次后．晶粒大小约为1μm。     

等通道角挤压层片状珠光体的数值模拟与实验验证

采用有限元软件DEFORM-3D对原始组织为层片状珠光体的T8钢在Bc方式下多道次ECAP过程进行了热力耦合数值模拟,并对该过程进行了实验验证.结果表明,在ECAP挤压过程中,塑性变形主要集中在模具拐角,且模具内拐角处金属的流动性较模具外拐角处好；随挤压道次的增加,变形的均匀程度逐渐增加,累积等效应变也随之增大,组织细化效果也越明显,数值模拟与实验结果基本吻合；随摩擦系数和挤压速度的增加,等效应变有所增大,应变影响区逐渐扩大,变形的不均匀程度也逐渐增加.     

等通道挤压镁合金工艺的研究

采用等通道挤压(ECAP)对AZ91镁合金在预热温度为350、400、450、500 ℃下进行了2、4、6、8、10道次的挤压.采用光学显微镜和透射电子显微镜分析了试样经过不同的变形工艺的显微组织变化.结果表明,随着挤压道次和变形温度的增加,ECAP变形后的试样表面形态愈加平滑光洁,晶粒可细化到几微米,在透射电镜下观察ECAP后的显微组织,晶粒内部出现高密度位错,产生位错塞积.第二相粒子阻碍位错运动,从而促进动态再结晶,对细化晶粒起着重要作用.