等径弯曲通道制备的超细晶铜的疲劳性能

研究了等径弯曲通道(ECAP)变形后的超细晶T3铜在恒应力幅控制条件下的疲劳寿命和循环形变行为.通过扫描电镜观察了疲劳试样表面的滑移带,并利用电子背散射技术观察了疲劳前、后晶粒尺寸的变化.结果表明,超细晶T3铜具有较高的疲劳极限(σ-1=153 Mpa),是粗晶铜疲劳极限的2倍.在低周疲劳域内表现出疲劳软化,而在高周疲劳域内表现比较稳定的疲劳行为,甚至出现疲劳硬化.类似驻留滑移带(PSB)的剪切带与最后一次挤压的剪切面一致,剪切带的形成和晶界滑移是疲劳裂纹形核和疲劳断裂的主要原因.     

等径弯曲通道变形制备超细晶铜的热稳定性

室温下采用等径弯曲通道变形(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)C方式进行了纯铜(99.95%)12道次挤压变形。通过等温和等时退火,研究ECAP变形后铜的退火行为,并研究了等径弯曲通道变形和退火后纯铜的显微硬度和显微结构变化。分析了ECAP应变量、退火时间和退火温度对超细晶铜的再结晶行为、抗软化性能的影响。结果表明:ECAP变形后的超细晶铜在退火过程中,表现出不连续再结晶现象;ECAP降低了铜的热稳定性,变形道次越高再结晶温度越低。退火后稳态晶粒尺寸随变形道次的增加而细化,硬度值随变形道次的增加而增大,回归分析表明,晶粒尺寸与硬度之间的关系符合Hall-Petch公式。     

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。     

ECAP法制备超细晶铝合金材料的超塑性行为

研究经多道次等径弯曲通道变形后Al-3%Mg-0.5%Zr铝合金的超塑性行为.研究表明:晶粒尺寸由变形前的50 μm经过8道次等径弯曲通道变形后细化为0.3μm;随后,在330℃退火保温1 h的条件下,其晶粒尺寸长大至10 μm;在500℃、应变速率1×10-3s-1的拉伸实验中,该超细晶材料的最大延伸率高达370%,呈现出良好的超塑性.     

等径弯曲通道变形制备超细晶低碳钢的热稳定性

用等径弯曲通道变形(equal-channel angular pressing简称ECAP)法制备出超细晶低碳钢材料，并在不同退火条件下研究其组织的热稳定性。研究表明，在200～500％之间退火时，材料组织处于回复阶段，其铁素体晶粒几乎没有长大，晶粒尺寸约0．4／μm；在550℃退火时，铁素体组织由较大的再结晶晶粒和细小的未再结晶晶粒组成；在550℃相同条件下退火时，变形试样中的渗碳体与热轧态试样中的渗碳体相比，前者球化能力明显增强；600℃退火时再结晶完成。     

连续ECAP技术制备超细晶铝

探讨一种连续等通道角挤压(ECAP)新技术,实现了纯铝的无限长度连续大变形,制备出具有超细晶结构的金属材料。组织和性能检测表明:在连续ECAP变形一道次后,在晶粒内部形成了直径为650~900 nm且内部基本无位错的亚晶,但部分大晶粒内部仍存在高密度的位错网,材料硬度提高了87%;经过4道次连续ECAP变形后,亚晶并未进一步细化,但亚晶界趋于平直、清晰,且亚晶内部基本未见位错组织,材料硬度提高也不显著;与传统ECAP相比,连续ECAP工艺由于具有较高的变形区温度,促进了晶内位错的反应即动态回复过程,较早形成了平直清晰的亚晶结构,同时伴随每道次变形过程的动态回复也降低了最后晶格中累积的能量,使变形两道次后的组织和性能变化不显著。     

连续等径角挤压制备超细晶铜

介绍一种制备超细晶材料的新技术———连续等径角挤压,它将连续挤压技术应用于制备超细晶材料的等径角挤压工艺,解决了传统等径角挤压不能制备大尺寸超细晶材料的问题,该技术对超细晶材料的推广应用具有重要意义。通过DEFORM3D对铜的连续等径角挤压过程的数值模拟,得到变形过程中金属的流动、应变场和温度场情况,并对不同变形速度和摩擦条件下的变形过程进行比较,得到优化的工艺参数,并以此参数进行实验。实验结果表明,连续等径角挤压后铜的硬度明显上升,连续等径角挤压3道次后,硬度趋于饱和;连续等径角挤压12道次后,铜的平均晶粒尺寸为400 nm。     

循环形变对超细晶铜室温拉伸行为的影响

研究了循环形变处理对等通道转角挤压方法(ECAP)制备的超细晶铜(UFG—Cu)室温拉伸行为的影响．与制备态相比，循环形变处理后UFG—Cu的塑性变形行为发生了明显的变化，在应力—应变曲线上出现流变应力的平台区，在此区域没有应变硬化和颈缩发生，均匀延伸率由制备态的约2％提高到约6％．探讨了该阶段变形的机制以及导致这种变化的可能因素。     

7475铝合金ECAP变形后的组织和性能

等径弯曲通道变形(简称ECAP)具有获得超细晶组织和改善力学性能的潜力。对7475铝合金在523K和573K下进行了ECAP变形，等效真应变达12左右，ECAP后平均晶粒尺寸约为0．29μm和0．5μm拉伸试验的结果表明：ECAP大大改善了合金的塑性，同时也提高了合金的屈服强度和拉伸强度。     

ECAP+旋锻变形制备超细晶纯锆的高周疲劳行为

室温采用等通道变形和旋锻复合工艺制备超细晶工业纯锆。对比研究了超细晶和粗晶工业纯锆拉伸和疲劳性能,并运用SEM对疲劳断口形貌进行观察和分析。结果表明：超细晶工业纯锆的室温抗拉强度明显大于粗晶工业纯锆,延伸率有一定程度地降低。超细晶工业纯锆疲劳性能优于粗晶工业纯锆,其应力幅(σa)与疲劳寿命(Nf)满足σa=750Nf-0.06,疲劳极限σ-1为285 MPa,较粗晶工业纯锆提高了70%。断口分析显示,疲劳裂纹萌生于超细晶工业纯锆的表面,疲劳裂纹扩展区辉纹间距较粗晶工业纯锆细小,疲劳裂纹扩展更为缓慢。     

EFFECT OF EQUAL-CHANNEL ANGULAR PRESSING ON STRUCTURE OF Al ALLOY 2024

ＥＦＦＥＣＴＯＦＥＱＵＡＬＣＨＡＮＮＥＬＡＮＧＵＬＡＲＰＲＥＳＳＩＮＧＯＮＳＴＲＵＣＴＵＲＥＯＦＡｌＡＬＬＯＹ２０２４①ＬｉｕＺｕｙａｎ，ＬｉａｎｇＧｕｏｘｉａｎ，ＷａｎｇＥｒｄｅ，ＷａｎｇＺｈｏｎｇｒｅｎＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅ...     

等通道转角挤压过程中fcc金属的微观结构演化与力学性能

系统总结了面心立方(fcc)金属材料在等通道转角挤压(ECAP)变形后的晶粒细化、微观结构演化规律和力学性能.根据ECAP变形的特点,利用具有特殊取向的Al单晶体和Cu双晶体,经过一道次ECAP挤压发现:材料在ECAP模具对角面附近发生严重塑性变形;除了沿模具对角面切应力的作用外,沿垂直于模具对角面的切应力也起重要作用.此外,通过设计特殊取向的Cu单晶体、Al单晶体和粗晶Cu-3%Si合金经过一道次ECAP挤压,系统研究了层错能、晶粒尺寸和晶体学取向对fcc金属形变孪生所需的孪生应力的影响.对具有不同层错能的Cu-Al合金进行多道次ECAP挤压表明,随着层错能降低,Cu-Al合金的晶粒细化机制逐步从位错分割机制转变为孪生碎化机制,最小晶粒尺寸逐步减小,具有较高或较低层错能材料比中等层错能材料更容易获得均匀的微观组织;Cu-Al合金的拉伸强度和均匀延伸率随着层错能的降低同步提高,即随着层错能的降低,Cu-Al合金的强度-塑性匹配性提高.     

室温等径转角挤压对18Ni(C-250)马氏体时效钢微观组织和拉伸性能的影响

采用等径转角挤压（ECAP）工艺在室温下对18Ni（C-250）马氏体时效钢进行单道次冷变形.对比固溶处理试样480℃时效曲线、固溶+ECAP处理试样的460和480℃时效曲线发现,一道次ECAP变形及随后的时效处理能够使马氏体时效钢的峰值时效时间明显缩短,峰值强度提高约100 MPa.结构分析表明,ECAP态实验钢的马氏体板条宽度为100—200 nm,随后的时效过程对马氏体板条宽度影响不大,而ECAP工艺对棒状δ-Ni3Mo相析出尺寸有显著影响.统计结果表明,经4 h时效处理后.固溶+480℃时效态、固溶+ECAP+480℃,460℃时效态的δ-Ni₃Mo宽度（直径）分别为4.92,12.33和3.54 nm.此外,ECAP工艺还促使18Ni马氏体钢中δ-Ni3Mo相在时效后期加速分解,使强度迅速衰减.     

双相合金Mg-8Li-1Al的等通道转角挤压Ⅰ.挤压过程中的变形方式

以X射线衍射分析术为主要分析手段，探讨了双相合金Mg-8Li-1Al(质量分数，％)在等通道转角挤压(ECAP)变形过程中的变形方式，α相在第1道次ECAP过程中主要的变形方式是{10-↑11}(-↑1012)孪生，在随后道次的ECAP过程中主要变形方式为位错滑移，变形方式的转变主要是由于ECAP造成的组织细化效应；对于β相，各道次ECAP的主要变形方式均为位错滑移。     

双相合金Mg-8Li-1Al的等通道转角挤压Ⅱ.挤压后合金的室温拉伸性能

随着等通道转角挤压(ECAP)次数的增加，Mg-8Li-1Al(质量分数，％)合金的室温拉伸强度和塑性同时增加，对应1，2，3，4次ECAP，合金的屈服强度分别为169，185，196和198MPa，延伸率分别为12％，14％，25％和27％，微观组织分析表明，ECAP方法在细化两相组织、提高合金强度的同时，还改善了α相组织的均匀性和等轴性，并使各晶粒间的取向差逐渐增大，这种处在非平衡状态的、具有较大取向差的晶界结构，在室温拉伸变形过程中可激活晶界滑移或晶粒转动等变形方式，进而使材料的塑性随道次增加而得到提高。     

Microstructure and corrosion behaviour of Mg–2Gd–1Y–1Zn–0·2Zr (at-%) alloy processed by equal channel angular pressing

Significant grain refinement was achieved in a new Mg–2Gd–1Y–1Zn–0·2Zr (at-%) alloy through multipass equal channel angular pressing (ECAP) at 623 K. Corrosion behaviours of the ECAPed alloy were investigated by hydrogen evolution and electrochemical measurement in NaCl solution at room temperature. The results showed that a large number of intergranular phases were stretched and gradually broken above four ECAP passes, but the fine grained α-Mg phase was much easier to grow after 12 ECAP passes for dynamic recrystallisation. The corrosion resistance of the ECAPed Mg alloy in a fine grained state considerably increases, compared with that in the as cast state. After four ECAP passes, the corrosion potential, the pitting potential and the resistance value achieved ?1·55 V, ?1·39 V and 2·08 KΩ respectively. However, excessive ECAP passes reduced the corrosion resistance of the fine grained Mg alloy, due to grain coarsening and the gradual loss of barrier effect of intergranular phases.     

退火工艺对ECAP工业纯钛显微硬度的影响

对TA2工业纯钛进行2道次等径弯曲通道变形(ECAP),对变形后试样进行不同温度及不同保温时间的退火,并分别测量了显微硬度,并分析了400 ℃退火1、2、4、8 h试样横截面的显微硬度分布。结果表明：经过ECAP变形后,材料硬度增加显著;退火后,随着退火温度的升高,硬度逐渐降低;保温时间越长,硬度缓慢降低;600 ℃退火8 h后试样的硬度为1592 MPa,与初始工业纯钛硬度基本相同。另外,随着保温时间的增加,试样横截面硬度分布趋于均匀。     

室温ECAP工业纯钛组织热稳定性研究

采用两通道夹角Φ=120°,外圆角Ψ=20°的模具在室温不采用中间退火条件下成功实现工业纯钛(TA1)高达8道次等径弯曲通道变形,制备出超细晶工业纯钛。研究了室温ECAP工业纯钛的组织热稳定性能。结果表明,ECAP变形后的工业纯钛组织在400℃以下保持较高的硬度,热稳定性较好,而在400℃以上,发生了再结晶,硬度急剧下降,热稳定性变差。