等通道转角挤压制备超细晶材料的研究与发展

等通道转角挤压(Equal channel angular pressing,ECAP)是大塑性变形制备超细晶材料的方法之一,具有大晶粒尺寸的材料可以在室温下挤压达到超细晶尺度。从ECAP模具参数、工艺条件影响因素、模具及制备方法改进、细化机理、制备的超细晶材料组织稳定性及性能方面进行总结,并结合部分研究结果可知,ECAP模具正在不断被优化和改进,复合挤压技术不断出现,目前已实现超细晶材料的连续ECAP挤压制备技术。等通道转角挤压的晶粒细化主要是由于剪切力的作用和第二相粒子的作用,ECAP晶粒细化机理及组合工艺的研究是目前研究的热点。超细晶材料在不同领域的应用对其性能提出的更高要求,对其大塑性变形制备技术本身也是挑战。     

等径角挤压工艺制备超细晶材料的研究与发展

介绍了等径角挤压工艺的工作原理和模具结构,综述了该工艺的国内外发展现状,分析了等径角挤压各工艺参数对晶粒组织和性能的影响,并指出等径角挤压工艺制备超细晶材料的发展方向.     

超细晶材料制备新工艺——等径角挤压

综述了等径角挤压制备超细晶材料领域的最新研究进展,包括等径角挤压的工艺原理,显微组织演化规律,等径角挤压材料微观组织特征和力学性能等。     

大塑性变形制备超细晶储氢材料的研究进展

分别从机械合金化、等径角挤压、累积叠轧、往复挤压和高压扭转等制备技术出发介绍了大塑性变形制备超细晶储氢材料的研究进展,认为块体机械合金化技术在制备储氢材料方面比传统球磨技术更具优势,提出弄清纳米材料的储氢机理是大幅度提高吸放氢性能的关键,开发储氢性能优异材料的同时要兼顾其力学性能.     

往复挤压高韧Mg-Zn-Y合金

将铸态Mg92.5Zn6.4Y1.1镁合金往复挤压2,4,8,12不同道次,然后分别正挤压制成φ12mm的棒材.采用OM,XRD及DTA研究了往复挤压不同道次镁合金的组织和力学性能.研究表明,铸态Mg92.5Zn6.4Y1.1镁合金往复挤压后,组织得到显著细化,力学性能得到大幅度提高,获得了高强韧镁合金.2道次后,晶粒约5μm,拉伸强度超过300MPa,伸长率高达20%.继续增加往复挤压道次,晶粒细化和拉伸性能提高均不明显,当往复挤压12道次时,拉伸强度明显降低,而伸长率达到23%.Mg92.5Zn6.4Y1.1镁合金的伸长率大幅度提高归因于在往复挤压过程中,铸态组织中的缩松、缩孔等缺陷闭合和成分偏析非均匀相的分布均匀化,以及晶粒的破碎、回复和动态再结晶所引起的晶粒细化及材料的流动,最终获得完全致密、细小而均匀的等轴晶组织.     

应用等通道转角挤压(ECAP)技术制备超细晶钛合金

等通道转角挤压(equal channel angular pressing,ECAP)是一种强塑性变形技术,能有效细化材料的微观组织,提高材料性能,改善难变形材料的成形性.简述了ECAP技术制备超细晶钛合金的原理和技术现状,分析了不同工艺参数对钛合金ECAP变形过程和材料性能的影响以及晶粒细化的微观机制.     

纳米超细晶材料的制备方法

主要介绍了纳米超细晶材料的制备方法、应用状况以及研究发展趋势.认为除深度塑性加工方法外,传统的各种制备方法存在着不能获得大尺寸块体,材料内部有微孔隙存在,工艺过程复杂等不足.深度塑性变形解决了传统纳米超细晶材料制备方法存在的问题.纳米超细晶材料的应用并不是很广泛,因此在以后的研究中从研究到应用还需做大量工作.     

超细晶镁合金的研究现状及展望

镁及其合金具有低密度、高比强度、高导热性、高阻尼性以及良好的电磁屏蔽性能等优点,成为最具应用前景的结构材料之一。随着环保问题的日益突出,轻量化和节能减排变得日趋重要,对具有低密度、高性能和可回收再生产等特性的结构材料提出了大量且迫切的需求,这对镁合金的发展和应用提供了广阔的前景,但目前镁合金特别是变形镁合金还没能大规模工业化应用,还有问题需要解决。绝对强度较低、塑性较差等是影响变形镁合金应用的主要瓶颈。在材料传统的四种强化理论中,析出强化、加工硬化等可以显著提高变形镁合金的绝对强度,但同时会损害其塑性;固溶强化一般只能提高强度,降低塑性,在镁合金中虽存在一些能够同时提升强度和塑性的固溶元素,但该类元素较少,且对强度和塑性的提升效果也十分有限,还有待进一步研究发展;而晶粒细化是目前最有效的能同时提高材料强度和塑性的方法,当晶粒细化至数个微米量级时(超细晶),材料的强度和塑性会得到极大提升。在钢铁材料中的超细晶钢,就是利用超细晶组织(一般认为超细晶组织的目标是将晶粒尺寸从传统的几十微米细化至1～2μm)使钢铁材料的综合力学性能翻一番。同时,晶粒超细化也是高性能镁合金的研究重点之一。近期相关研究表明,超细晶镁合金拥有良好的强度和塑性,甚至还具有室温超塑性。目前常用于制备超细晶镁合金的方法主要有两种:剧烈变形法和中低温变形法。其中剧烈变形法主要采用等通道挤压、高压扭转、累积叠轧、多向锻造、粉末冶金等工艺方法来实现晶粒超细晶化,已有一定的发展历史,具有较深的研究基础;而中低温变形法是近年来新兴的一种制备超细晶镁合金的方法,同样能够成功制备出平均晶粒尺寸约为1μm的超细晶镁合金材料,该方法具备工业化应用的潜力。此外,通过剧烈变形法和中低温变形法制备的不同合金成分的超细晶镁合金材料性能差异较大,因此合金的成分设计在两种制备超细晶镁合金的方法中也具有至关重要的作用。总地来说,通过设计不同的合金成分,改进制备工艺,准确调控变形过程中的再结晶行为,制备出组织良好、性能优异的镁合金材料已成为发展超细晶镁合金的重要方向。因此,本文综述了目前超细晶镁合金的研究现状及主流的制备方法的优缺点,并分析了超细晶镁合金的制备方法和合金设计对组织和性能的影响,最后对超细晶镁合金的发展方向进行展望。     

制备块体纳米/超细晶材料的大塑性变形技术

综述了采用SPD技术制备块体超细晶(UFG)和纳米晶(NC)材料的几种新方法，如等通道角挤压、高压扭转、多向锻造、多向压缩、板条马氏体冷轧法、累积轧焊法、冷拔、反复弯曲平直法等，分析了采用这些工艺制备的块体纳米材料所共有的微观组织特点。着重阐述了SPD技术的研究进展。     

生物医用超细晶钛及钛合金的研究进展

随着生物医用金属材料的市场应用快速增加,生物医用钛及钛合金已成为人体植入物的主要原料,然而相比于不锈钢及钴基合金,常规钛及钛合金虽在生物医用领域各方面性能都较为优异,但作为植入物处于人体较为复杂的环境中时,其各方面性能还有待提高。因此,超细晶钛及钛合金的研发在医用市场具有广阔的前景。目前,市场上超细晶金属材料的制备以剧烈塑性变形工艺为主,其中等通道转角挤压变形的制备方式较为成熟。对生物医用超细晶钛和钛合金的类型及特点作了简单的介绍,着重从等通道转角挤压变形方式制备的超细晶钛及钛合金在生物医学上的耐蚀性、生物相容性、力学性能及疲劳性能等方面进行了简述,对其在医疗市场的未来发展趋势作出了展望,并总结了其未来发展待解决的问题。     

大塑性变形制备细晶材料的研究、开发与展望

系统介绍了大塑性变形(SPD)细化晶粒的条件和目的,综述了4种主要的大塑性变形工艺的基本原理、特点和应用,剖析了细晶材料的强度和超塑性特征,展示了大塑性变形制备细晶材料的诱人前景和发展方向.     

铸态ZK60 镁合金往复挤压的组织与性能

目的探索工艺参数对微观组织和力学性能的影响。方法材料选用铸态ZK60合金,通过试验研究挤压比、往复挤压道次对镁合金微观组织演变的影响,分析挤压比对T6处理的材料力学性能的影响。结果在一定范围内增大挤压比和增加往复挤压道次均有助于组织细化。在350℃、挤压比为8时,经过8道次往复挤压变形可以细化晶粒到3μm左右。晶粒尺寸达到5μm以下,增加往复道次使晶粒细化的效果不明显,但有利于晶粒的均匀化。在往复挤压温度350℃,挤压比8,往复道次8的条件下,经过T6处理的试样具有良好的综合力学性能,伸长率达到22.1%,抗拉强度为308.6 MPa。结论 ZK60镁合金在往复挤压和动态再结晶过程中,晶粒的细化与往复挤压道次和挤压比有关。若挤压比较小,尽管往复道次较大,但是晶粒细化的效果不明显;合理的匹配挤压比与往复道次,能获得细小、均匀的组织。     

微细材料细晶处理方法及其研究发展

近些年微成形技术的研究热度不断增高,金属薄板、箔材及丝材等可直接用于微型件制造的微细材料缺少专门性研究,微细材料的微观结构与性能直接影响微型件的成形质量。综合评述了大塑性变形细晶方法、电流辅助工艺和微观结构调控等方面的相关研究,着重介绍了适合于微细材料的反复折弯压直和限制模压变形2种反复折弯形变细晶的方法。分析了微细材料细晶处理存在的问题,提出了适合用于微细材料的细晶及增塑处理的研究方法,展望了微细材料电流辅助形变工艺和微观结构调控的研究方向。开展了微成形用微细材料预处理方法与相关技术研究,对促进微成形技术的发展具有重要的理论意义和应用价值。     

Mg-Al基镁合金晶粒细化的研究进展

综述了添加含碳变质剂,含钛、硼细化剂,碱金属,碳族元素,氮族元素,稀土元素和准晶合金对Mg-Al基镁合金晶粒细化的研究进展,系统讨论了各种细化剂对Mg-Al基镁合金的晶粒细化效果,以及对各种细化剂细化机理的研究,旨在为镁合金晶粒细化研究提供一个参考.     

含钇Mg-Al系镁合金的研究现状和进展

综述了钇(Y)对Mg-Al系合金的组织、室温和高温力学性能、铸造性能以及耐腐蚀性能的影响.添加适量Y不仅可以细化镁舍金的基体组织,生成高熔点强化相Al2Y,还可以改善β相(Mg17Al12)的形态,有利于铗合金室温力学性能的提高,而Y的固溶强化作用和Al2Y颗粒相的弥散强化作用既有利于室温力学性能的提高,又有利于合金高温力学性能的提高.添加适量Y也可以改善Mg-Al系合金的铸造性能和耐腐蚀性能.Y和Ce、Ca和Nd等合金元素的复合加入可有效改善镁合金的力学性能.指出了含钇Mg-Al系合金目前存在的问题,并展望了其发展前景.     

旋转摩擦挤压法制备CNTs/Mg复合材料的组织和力学性能

通过显微硬度和抗拉强度试验、X射线衍射仪、扫描电镜和金相显微镜观察,研究经旋转摩擦挤压法制备的CNTs/Mg复合材料的组织及性能。结果表明:CNTs/Mg复合材料的组织为细小等轴晶,且随着CNTs含量的增加,复合材料晶粒尺寸逐渐细化,当CNTs含量为5%时,晶粒尺寸最小,由63μm减小至3.79μm,为AZ91基材晶粒尺寸的6.01%。经过旋转摩擦挤压加工后基材内第二相β-Al12Mg17相的量减少,CNTs的加入使复合材料中出现了Al4C3相,且第二相β-Al12Mg17相网状结构消失。加工后的镁合金抗拉强度提高,最大值为330.9 MPa,较原基材提高了90.6%,当CNTs含量小于2%时,复合材料强度高于原基材。复合材料硬度随着CNTs含量的增加呈先增加后降低的趋势,当CNTs含量为2%时,硬度最高,达101.3HV,比AZ91基材提高了40.3%。     

Al2O3sf/AZ91D镁基复合材料等径角挤压变形机制研究

为了推动半固态加工在镁基复合材料成形中的应用,采用液态浸渗法制备了增强体体积分数为5%的Al<,2>O<,3sf>/AZ91D复合材料,并采用等径角挤压对其实施变形.利用光学显微镜、扫描电镜和拉伸实验机分别对试样进行了组织观察和力学性能测试,并以此为基础探讨了复合材料在等径角挤压过程中的变形机制.研究表明:Al<,2>...     

细晶变形镁合金的研究进展

综述了变形镁合金的种类、基本变形特性和优良性能,介绍了轧制、挤压、锻造、超塑成形等常用成形技术,探讨了变形镁合金晶粒细化的机理及常用方法如等径角挤压、形变热处理等,阐述了变形镁合金的研究现状、存在的问题,并指出了未来变形镁合金研究开发的方向.     

16Mn钢奥氏体动态再结晶及晶粒细化的研究

本文研究了16Mn 钢奥氏体动态再结晶、晶粒大小、晶粒细化率及γ→α相变后铁素体晶粒大小与工艺参数:变形量ε,变形温度之间的关系。通过大量数据的回归处理,得到奥氏体晶粒细化率在一定温度条件下,与变形量ε之间满足指数函数关系:动态再结晶完成后,奥氏体晶粒平均直径与形变速率温度修正系数 z 之间符合线性关系:γ→α相变后铁素体晶粒大小在一定温度条件下与变形量之间也存在指数函数关系: