等通道转角挤压制备超细晶材料的最新研究进展

等通道转角挤压(Equal channel angular pressing,ECAP)方法是制备性能优异超细晶材料最常见的大塑性变形方法之一。模角、挤压路径、挤压道次、挤压温度和挤压速度等因素都会影响等通道转角挤压制备超细晶材料的性能;等通道转角挤压的模具也在不断地优化,如背压-等通道转角挤压(Back pressure ECAP,BP-ECAP)模具、可加热的模具以及在等通道转角挤压基础上形成的板材连续剪切技术等,这些新的模具可以改变ECAP变形过程中的组织均匀性。本文综述了等通道转角挤压制备超细晶材料的最新研究进展,并指出了几个需要深入研究的问题及方向。     

等通道转角挤压制备超细晶GCr15钢研究

研究了GCr15钢等通道转角挤压(ECAE)的原理与技术实施手段。通过设计ECAE模具的几何结构,研究了剪切应变累积效应的计算方法。通过对GCr15钢单道次ECAE加工后光学微观组织的观察,讨论了模具几何结构条件(转角与背转角大小)对GCr15钢微观组织变化的影响。结果表明:GCr15钢的ECAE变形组织形态较好地符合理论预测结果;多道次ECAE加工显著改善了GCr15钢的微观组织;通过ECAE工艺,也能够制备出大尺寸致密的细晶材料。     

等通道转角挤压过程有限元模拟

等通道转角挤压是一种新的制备超细晶粒材料的技术。对于工业纯铝材料的等通道转角挤压过程 ,采用有限元技术进行模拟 ,分析了挤压过程中材料的应力和应变并对不同摩擦条件下的挤压变形情况进行了分析 ,将有限元分析结果与实际网格变形进行了比较 ,两者结果基本吻合     

GCr15钢的等通道转角挤压组织细化

对GCr15钢的等通道转角挤压(ECAE)工艺及对晶粒的细化效果进行了实验研究.在温度为950℃、挤压速率为25 mm/s条件下,对该合金进行了等通道转角挤压.高温条件下,利用等通道转角技术实现了大块材GCr15钢材料的晶粒细化.研究发现,在热加工条件下,GCr15钢的原始粗大晶粒经一次挤压后均可以得到显著细化,但细化不均匀,仍有少量粗大晶粒存在.     

等径通道挤压制备超细晶金属过程中后压力影响的有限元分析

使用有限元方法模拟在等径通道挤压过程中,后压力对材料塑性变形的影响,并对多道次挤压试验结果进行分析比较.结果表明:施加后压力可以有效提高材料每道次挤压的塑性变形程度和分布均匀性.在多道次挤压过程中,施加后压力可以大幅度降低晶粒最终细化尺寸,降低挤压温度来减小温度对晶粒细化效果的影响.     

等通道转角挤压工艺制备块体超细晶纯铜的研究

利用等通道转角挤压(EqualChannelAngularPressing,简称ECAP)工艺制备超细晶块体纯铜,并研究了其微观组织和硬度的变化.结果表明:纯铜塑性优良,在室温下能够顺利进行ECAP挤压,累积翅性变形量大于100%:经过两道次C形路线挤压可将纯铜晶粒细化至10μm以下,达到超细晶,同时硬度提高4倍以上:ECAP工艺制备的超细晶纯铜可用于制作较高强度的连接受力部件.     

等通道转角挤压对AZ80A镁合金晶粒细化的影响

利用预先经(400±5)℃×16h均匀化处理的10mm×10mm截面的条形试样在280℃下对AZ80A铸态合金进行等通道转角挤压试验,研究了挤压路径、挤压道次和多步法挤压对晶粒细化和力学性能的影响.结果表明,ECAE8道次挤压变形可把晶粒细化到6μm以下:在一定范围内增加道次数和降低变形温度均有助于组织细化;在相同道次和挤压路径下多步法ECAE变形由于降低了后续变形温度从而获得了晶粒更加细小的镁合金.     

等通道转角挤压制备超细晶镁合金腐蚀行为研究进展

镁合金较差的耐蚀性制约着其应用进程,等通道转角挤压(ECAP)可实现镁合金的组织超细化,有望在提高镁合金力学性能的同时改善其耐蚀性。综述了当前ECAP制备超细晶镁合金腐蚀行为的研究进展,通过对纯镁、Mg-Al合金、Mg-RE合金等典型镁材腐蚀行为与机理的分析,初步探索了借助ECAP同时实现镁合金强韧化和耐蚀化的可能途径。     

等径转角挤压制备细晶材料研究进展

综述了等径转角挤压制备细晶材料的加工工艺方法。同时,介绍了等径转角挤压的技术工艺原理、变形特点与变形过程,目前国内外研究进展情况等。     

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.     

等径角挤压获得超细晶铜的研究

采用等径角挤压技术成功地将纯铜组织超细化，并对其组织、硬度及组织稳定性演变过程进行了研究。结果表明：挤压10道次后，得到了均匀、细小的等轴晶，其平均晶粒尺寸为0．75p．m；等径角挤压后材料的硬度明显上升，挤压4道次后硬度趋于饱和；通过对等径角挤压后试样在不同温度退火时首次发现，可以通过控制再结晶的温度和时间进一步细化晶粒。     

ECAP法制备超细晶铜的再结晶行为研究

在室温下，采用ECAP技术对纯铜进行了1-10道次的挤压，使其组织大大细化，得到了均匀、细小的等轴晶，平均晶粒尺寸为0．75μm。通过对不同ECAP道次后的退火试样的硬度测量和观察组织，结果表明：随ECAP道次的增加．开始再结晶的温度降低，再结晶软化的速率增加，ECAP8道次试样在433K发生静态再结晶。     

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。     

Equal Channel Angular Pressing of Tubular Samples

A new technique to equal channel angular pressing of tubular samples has been proposed and investigated through experiments and simulations.Deformation behavior of copper tube sample was numerically analyzed during the first pass of tubular ECAP process.The investigation included the efect of various tube wall thicknesses on the efective strain magnitude and strain distribution uniformity.It is shown that tube wall thickness of 3.5 mm gives the optimum value for strain behavior.In addition,copper tube specimens with3.5 mm wall thickness have been successfully ECAPed up to four passes with the die channel angle of 90° using flexible polyurethane rubber pad.Micro-hardness measurements on both annealed and ECAPed tubes show that 33%and 57%increases in hardness value and also,50%and 70%reductions in the grain size were achieved after the first and fourth passes respectively.Furthermore,tube wall thickness measurements show that the process does not change the dimension of deformed specimens.     

Inhomogeneity Through Warm Equal Channel Angular Pressing

In this study, the hardness inhomogeneity of billets during multi-passes of equal channel angular pressing (ECAP) at elevated temperatures is investigated and the effect of large strain deformation during ECAP on the hardness inhomogeneity characteristics due to dynamic aging of aluminum 6061 under a variety of temperatures and ram speed was studied by TEM and hardness measurements. The hardness results showed that the hardness distribution is more homogenous after four passes using the pressing route B_c. However, when the deformation temperature was considered, performing ECAP at 100 °C may provide the most homogeneous microstructure after multi-pressing as long as the total number of pressing passes is four. This indicates that a lower temperature (in the range of warm working) is favorable for achieving an ultrafine-grained/nanomaterial with a more homogenous microstructure. In order to quantify the inhomogeneity in the cross section of the as-pressed sample, an inhomogeneity index has been defined. The results show an increase in the hardness in the first pass with significant inhomogeneous deformation and a transition toward a more homogeneous structure with subsequent passes.     

等径弯曲通道变形制备超细晶铜的力学行为

利用显微硬度计和电子拉伸机,研究了等径弯曲通道变形(Equal Channel Angular Pressing-ECAP)前后纯铜的硬度、力学性能,分析了ECAP制备超细晶铜(UFG)的强化机制。结果表明,纯铜在ECAP变形中出现了加工硬化-软化的饱和现象,即流动应力随变形量增加先迅速增大,在8道次达到最大(σb=410MPa),而后趋于饱和。强度可达400～410MPa,伸长率为12%～20%,硬度(HV)为140～146。利用MA模型合理解释了ECAP制备超细晶材料的拉伸力学行为。     

等径角挤压法制备超细晶的研究现状

总结了等径角挤压(Equal Channel Angular Pressing，ECAP)过程中的影响因素、晶粒细化的机理等方面的研究进展，讨论了挤压温度、挤压速度在ECAP过程中对材料的影响，简述了ECAP的变形途径、变形次数对材料晶粒、材料变形量的影响。论述了由等径角挤压方法制备超细晶材料的发展现状并提出了一些需要进一步深入研究的方面。     

等径角挤压304不锈钢热处理组织与性能研究

对经过8道次等径角挤压的超细晶304不锈钢进行不同温度的退火处理,研究了退火温度对304不锈钢显微组织和力学性能的影响,并对断口形貌进行了观察。结果表明,304不锈钢的再结晶起始温度为650℃,而再结晶结束温度为900℃;在退火温度升高至750℃以上时,304不锈钢的组织为部分超细晶和发生再结晶的晶粒组成的双尺度结构;对8道次等径角挤压304不锈钢进行退火处理后,强度和屈强比降低,而断后伸长率提高,750℃退火30 min是较为适宜的退火工艺;随着退火温度升高,材料的断裂机制从脆性断裂逐渐转变为韧性断裂。