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.     

等径弯曲通道变形力的研究

本文利用上界定理计算等径弯曲通道变形 (ECAP)的挤压力 ,为ECAP的模具设计、挤压力的计算提供了一种可行的方法     

Zn-5Al合金的等径弯曲通道变形

研究了等径弯曲通道变形过程中Zn-5Al合金的组织变化及其显微硬度变化.在变形过程中晶粒首先被拉长,分裂成条带组织,条带组织与晶粒内部缠结的位错发生作用形成位错胞,胞内位错进一步变形后在胞壁集结变为二维晶界,进而形成小角度的亚晶界或者大角度的晶界,使组织细化.TEM结果表明,在150 ℃的温度下,经过7道次变形后,Zn-5Al合金的微观组织得到细化,平均晶粒尺寸在1.0 μm以下.同时,合金的维氏硬度从72.5增加到83.8.     

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。     

12MnNb钢的ECAP变形及组织性能研究

室温下对12MnNb钢进行ECAP变形,累积等效应变达到4.通过光学显微镜、电子拉伸机等试验仪器设备,分析研究ECAP变形试样的显微组织特征及其演变规律,以及力学性能的变化规律.结果表明,C方式ECAP变形时,1道次的组织细化和强化效果最为显著,随后道次主要增加晶粒的取向差.经ECAP变形后,强度随变形道次的增加而增加,4道次后的抗拉强度达到895 MPa,并保持了较好的塑性,伸长率达到12.4%.     

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。     

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。     

等径弯曲通道变形制备高性能Cu-Cr合金的组织性能

用两种方式等径弯曲通道变形(equal-channel angular pressing,简称ECAP)制备了的具有等轴晶组织的超细晶Cu-0.4Cr合金,晶粒尺寸为500nm。研究了不同挤压方式、不同挤压道次合金的组织和性能的变化。探讨了不同退火温度对5～8道次材料导电率和硬度的影响。结果表明,经ECAP挤压后的Cu-0.4Cr合金具有很好的综合性能,拉伸强度可达565MPa;硬度和导电率分别为225 HV和66.4%IACS;723K退火1h后材料的导电率和硬度可达80.3%IACS和210.9HV;软化温度可达723K。     

GCr15钢超塑表面合金化层组织的研究

用扫描电镜，Ｘ射线衍射仪、Ｘ射线能谱仪和透射电镜研究了ＧＣｒ１５钢表面在超塑变形过程中Ｎｉ、Ｃｒ合金化形成的组织结构。结果表明，合金化白亮层由α－Ｆｅ、γ、Ｎｉ２Ｆｅ、（Ｆｅ，Ｃｒ）７Ｃ３等组成，白亮层具有很高的硬度。     

退火工艺对ECAE处理GCr15钢组织与硬度的影响

以ECAE热挤压处理GCr15钢为对象,研究退火工艺对其微观组织和性能的影响。结果表明,随退火温度的升高,GCr15钢微观组织中的碳化物形貌发生变化,由大块状最终变为细小颗粒状。随退火温度的升高和保温时间的延长,GCr15钢试样的硬度呈下降趋势。     

ECAP温变形高碳珠光体钢中亚微米级铁素体的力学性能

采用多道次ECAP温变形实现了高碳珠光体钢组织的超细化,利用透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)观察了变形前后珠光体的演变情况,并用纳米压痕技术表征了铁素体相的纳米力学性能.结果表明:经历大应变温变形之后,制备出了晶粒尺度均在亚微米量级的超微细复相组织(铁素体+粒状渗碳体),珠光体的组织形态发生由二维层片状向三维等轴状的转变;等轴状亚微米级铁素体相的纳米压痕硬度和Young's模量分别为4.4 GPa和200 GPa,都略高于原始珠光体组织,当压痕深度超过100 nm之后,纳米压痕硬度呈现出明显的基底效应,而Young's模量则趋于一致,对基底效应不敏感.     

等通道角挤压变形中高碳珠光体钢的组织演变

在650℃对原始组织为层片状珠光体的T8钢进行Bc路径的多道次等通道角挤压(ECAP)变形,借助SEM、TEM和AFM研究了变形过程中渗碳体片层的演变情况.结果表明:渗碳体片层表现出强烈的塑性变形能力,主要以剪切断裂、扭折、弯曲等变形方式来适应剧烈的塑性变形;四道次温变形后得到晶粒尺度均在亚微米量级的超微细复相组织(α+θ);球化完全的渗碳体颗粒粒径呈双峰分布,从三维的角度表征渗碳体的组织演变及其特性与从二维角度观察分析的结果相吻合.     

粉末材料等径角挤扭成形显微组织与性能

以纯铝粉末和8.75vol%-SiC、35vol%-SiCp/Al基复合粉末材料为研究对象,分别在150℃和250℃温度下,采用粉末包套-等径角挤扭工艺,成功将粉末颗粒直接固结成高致密度的块体细晶材料。结果表明,变形后铝粉材料、8.75vol%和35vol%SiCp/Al基复合材料致密度分别为0.95、0.99和0.94;显微硬度分别为43HV、69HV和57HV,分别约为工业纯铝的1.3倍、1.7倍和2.0倍;复合材料成分分布及显微硬度均匀性在等径角挤扭强烈的剪切细化作用下得到显著改善;屈服强度分别为43.9MPa、120.1MPa和87.6MPa,抗压强度分别为54.8MPa、155.3MPa和122.7MPa,相比于致密体铝性能均有很大的提高;材料断口均以大小不一的基体铝片状断裂为主要特征。     

Effect of repetitive equal channel angular pressing on microstructural stability of low carbon steel

The microstructure of ultrafine grained low carbon steel processed with repetitive equal channel angular pressing was investigated. A submicron ferrite grain size of ∼0.2 μm was achieved by pressings of up to 12 passes. Microstructural examination by TEM with SAD pattern on the pressed samples revealed the presence of high density dislocations inside the ferrite grains and ill-defined grain boundaries. These features became more significant as the number of pressings increased. The static annealing of the pressed samples at 753 K up to 24 hrs resulted in a recovery which was associated with the absorption of the dislocations by the grain boundaries. However, the recovery was inhibited as the number of pressings increased. The annealing process also led to the precipitation of cementite particles in ferrite colonies. The presence of precipitated particles inside the ferrite grains enhanced the microstructural stability of the low carbon steel at elevated temperatures.     

模具结构对等径角挤压材料显微组织的影响

概述了等径角挤压（Equal ChannelAngular Pressing）制备超细晶材料工艺的研究进展；介绍了ECAP的技术原理和工艺特点；着重分析了ECAP模具对ECAP细晶材料的显微组织的影响，优化ECAP模具结构。     

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。     

等通道转角多道次挤压有限元模拟

等通道转角挤压(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)是一种制备超细晶材料的新工艺.工艺路径的选择对试样的应变分布均匀性有重要的影响.利用非线性有限元软件MSC.Marc对等通道转角多道次挤压过程进行了模拟计算.通过对ECAP中试样沿A路径和C路径6道次挤压的模拟,获得了A路径和C路径等效应变分布规律.结果表明,试样沿C路径的等效应变要比沿A路径更均匀,但C路径对试样端部等效应变的累积效果不如A路径;试样沿A、C两种路径每道次最大挤压力逐渐增加,大小基本相同.     

等径角挤压模设计

介绍了等径角挤压工艺原理,进行了等径角挤压时挤压力计算和凸模、相关配套零件及挤压模的设计。利用该模具成功制备出了平均晶粒尺寸为1.5μm的超细晶粒纯铜柱状材料,经实验分析,所获得超细晶粒纯铜的许多力学性能指标均得到了提高,抗拉强度从原来的235MPa提高到420MPa,硬度从114HV提高到184.3HV,延伸率由原来的45%降低到19%。     

等径角挤压过程的计算机模拟

等径角挤压可以在不改变材料横截面的情况下使其反复产生严重的塑性变形,从而降低材料的晶粒尺寸,是制备块体超细晶材料的新工艺。该文采用DEFORM程序对等径角挤压过程进行了模拟,分析了挤压过程中材料的应力、应变、挤压力等的变化及其分布,为今后的研究打下了基础。