基于响应面分析的TC21合金等通道挤压过程工艺优化

文章基于有限元模拟技术及响应面方法,优化了TC21钛合金单道次等通道挤压过程的工艺参数设计。文章先考察了挤压温度、挤压速度、摩擦系数及模具预热温度四个因素对挤压成形过程的影响,并基于单因素分析的结果,采用Design-Expert软件设计了四因素三水平的Box-Behnken试验,以单道次TC21合金挤压后的最大等效应变为响应值,优化了合金挤压工艺参数设置条件。根据此工艺参数进行加工,优化模型与实际拟合良好,可用于指导后续的加工生产。     

等通道转角挤压超细晶材料技术及其发展

通过金属的大塑性应变细化晶粒从而提高材料综合性能已在材料加工领域得到广泛应用。近年来为获得材料的亚晶组织已经出现了许多大变形技术。等通道转角挤压(ECAP)是块体材料得到超细晶粒的一种新的材料加工方法,因此受到材料研究者的广泛关注。介绍了等通道转角挤压的基本原理以及主要参数对变形的影响,分析了此加工方法对材料组织与性能的影响,讨论了其在材料加工研究中的应用。     

室温工业纯钛等径弯曲通道挤压的有限元模拟

利用三维有限元模型研究工业纯钛室温等径弯曲通道挤压(ECAP)变形过程,通过数值模拟分析模具通道夹角、外圆角及摩擦条件等参数对材料变形区的应变分布及挤压载荷的影响规律,获得了在室温下对工业纯钛进行ECAP变形的最优工艺参数。模拟结果表明:三维模型考虑了模具接触及摩擦的影响,比二维平面模型更客观、准确地反映了试样的应变分布状况。Φ=120°,Ψ=20°的模具参数为最优,试样可在较低的挤压载荷获得较大的塑性变形,增加通道背部摩擦可扩大试样主变形区体积,改善变形均匀程度。最终采用两通道夹角Φ=120°,外圆角Ψ=20°的模具,在背部不润滑的摩擦条件下成功实现了工业纯钛室温等径弯曲通道单道次变形。     

等通道热挤压00Cr19Ni10奥氏体不锈钢的晶粒细化机制

Ф8mm00Cr19Ni10不锈钢（％：0．025C、18．75Cr、10．96Ni）经700℃、挤压速度9mm／s、8道次等通道挤压后获得150～350am超细晶组织。通过光学显微镜，扫描和透射电镜，X-射线衍射，分析了在等通道挤压变形过程钢的微观组织演变，提出晶粒细化的位错、孪晶和动态再结晶机制，研究发现在1～4道次以孪晶细化机制为主，5～8道次以动态再结晶细化机制为主。     

不同方式等通道转角挤压纯铝微结构分析

等通道转角挤压技术是制备超细晶粒金属块材的最新技术方法。文章介绍了通过实验对纯铝A、B、C三种方式挤压,A方式:每次挤压试样方位不变,在同一方向上承受累积剪切变形;B方式:不同道次挤压时,试样沿挤压轴线相同方向旋转90°,使主剪切平面保持垂直;C方式:在相邻挤压道次之间,试样沿挤压轴线相同方向旋转180°,使偶次挤压后,主剪切平面的累积剪切应力趋于零。经实验观察表明,A、B两种方式挤压后,微结构变化基本相同,晶粒沿剪切方向拉长,4次挤压后晶粒形状和分布有了差别。而C方式与A、B的不同在于偶道次挤压后晶粒形状为等轴晶粒。三种方式后的硬度与挤压道次的关系基本一致,即3～4次挤压后硬度趋于饱和。实验证明,经不同方式等通道转角挤压(ECAE)纯铝组织结构变化有所不同。     

粉末冶金零件等静压成形过程数值模拟

对粉末冶金零件冷静压（CIP）成形过程进行了有限元数值模拟,对有关数值模拟技术问题进行了详细讨论,模拟了粉末冶金零件冷等静压成 时的粉末流动情况,分析了粉体成形时的密度分布规律,模拟结果表明：粉末冶金零件的几何形状尺寸,模具形状对密度缺陷有很大影响,提出了模具形状的改进方案,在提高粉末冶金零件使用寿命方面提出了有益的建议。     

铝合金等通道挤压晶粒细化机制

本文讨论铝合金在等通道挤压过程中的晶粒细化机制。发生的晶粒细化主要通过三种机制完成：1)取向分裂诱发形变带;2)应变集中产生的宏观或微观剪切带;3)高角度晶界随应变增加。形变条件和路径、模具几何及材料参数决定形变组织的演化。亚结构和显微剪切带的取向与模具剪切面一致但在原则上与材料的晶体位错滑移系统无关。形变带的晶体取向倾向接近在路径A下稳定织构的取向。在高应变,由于显微组织的压缩和拉长造成的晶界面积增加成为主要晶粒细化机制。变形至一定应变后,形变进入稳态,晶粒细化不再发生。     

等通道转角挤压铝硅合金组织的研究

研究了铝硅合金等通道转角挤压后组织变化,铝硅合金在等通道转角挤压过程中由于剪切力的作用细化了硅晶粒,改善了材料的性能,实验证明：等通道转角挤压技术是细化晶粒的新方法。     

模具参数对纯钛等通道转角挤压工艺变形规律影响的有限元分析

等通道转角挤压(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)工艺能够通过材料的剧烈塑性变形,获得块状超细晶材料.等通道转角挤压(ECAP)工艺通过改变应变量大小及其均匀性对晶粒细化有着显著的效果.通过DEFORM-3D软件模拟纯钛等通道转角挤压过程,研究了不同模具参数对试样变形的影响规律,给出了不同模具转角、模具外转角和模具内转角半径对ECAP试样变形区等效应变的影响,为获得纯钛试样变形分布提供了有效的规律.     

等径弯曲通道变形(ECAP)的研究现状及发展趋势

等径弯曲通道变形（equal channel angular processing,ECAP)是使材料经受强烈塑性变形的一种加工方法。本文介绍ECAP的国内外发展概况，对其方法和影响因素等做了概述，并对其应用前景做了进一步的展望。     

Texture evolution during semicontinuous equal-channel angular extrusion process of interstitial-free steel

Semicontinuous equal-channel angular extrusion( SC-ECAE) is a novel severe plastic deformation technique that has been developed to produce ultrafine-grain steels. Instead of external forces being exerted on specimens in the conventional ECAE,driving forces are applied to dies in SC-EACE. The deformation of interstitial-free( IF) steel w as performed at room temperature,and individual specimens w ere repeatedly processed at various passes. An overall grain size of 0. 55 μm w as achieved after 10 passes. During SC-ECAE,the main textures of IF steel included { 111} 110 ,{ 110} 112 ,{ 112} 111 ,{ 110} 111 ,and { 110} 001 At an early stage,increasing dislocations induce new textures and increase intensity. When the deformation continues,low-angle boundaries are formed betw een dislocation cell bands,w hich cause some dislocation cell bands to change their orientation,and therefore,the intensity of the textures begins to decrease. After more passes,the intensity of textures continues to decrease w ith high-angle boundaries,and the sub-grains in dislocation cell bands continuously increase. The present study reports the evolution of textures during deformation; these w ere examined and characterized using high-resolution electron backscattered diffraction( EBSD) in a field emission scanning electron microscope. The mechanisms of texture evolution are discussed.     

大塑性变形对纯铜力学性能的影响

室温下采用锻压对纯铜进行了大变形加工，对变形后的纯铜样品进行了拉伸和硬度测试，并采用扫描电镜对拉伸试样的断口进行了分析。研究结果表明：经过大变形后，由于纯铜的晶粒得以细化，抗拉强度、屈服强度、硬度和断裂延伸率都显著增加。     

等径弯角挤压工艺(ECAEP)研究现状

等径弯角挤压是制备块状细晶材料的一种大塑性变形工艺，目前得到国内外高度重视．本文简要介绍了等径弯角挤压工艺的基本原理和变形特点，从理论上对其变形方式和机理进行了分析，并详细介绍了该工艺的应用领域。     

Microstructure and Mechanical Properties of Semi-continuous Equal-channel Angular Extruded Interstitial-free Steel

An innovative method called semi-continuous equal-channel angular extrusion(SC-ECAE)has been developed to produce ultrafine grained steel by inducing severe plastic deformation.In contrast to the external forces that are exerted on specimens in traditional ECAE,the driving forces are applied on the dies in the novel SC-EACE process.Commercial interstitial-free steel sheets with width of 160 mm and thickness of 2 mm were processed repeatedly to various passes at room temperature using this method.The microstructural evolution was characterized using high-resolution electron backscatter diffraction(EBSD),and the mechanical properties were investigated by tensile testing.The EBSD images indicated that the fraction of high-angle boundaries(HABs)began to increase gradually after four passes;after six passes,elongated HAB structures with nearly submicron-scale average spacings were formed.The tensile testing results showed that strengthening was accompanied by a decrease in tensile ductility,but no significant anisotropy was observed.After 10 passes,a final HAB fraction of about 90% and an overall grain size of 0.55μm,yield strength of 638.7 MPa,an ultimate tensile strength(UTS)of 710.3 MPa,and a total elongation of 12.0% were obtained.     

Improving corrosion resistance of RE-containing magnesium alloy ZE41A through ECAP

Significant grain refinement was achieved in rare earth (RE) containing aeronautic magnesium alloy ZE41A through equal-chan-nel angular pressing (ECAP) using rotary die at 603 K. Influence of ECAP pass number on its microstructure change and corrosion behavior was investigated by optical microscope (OM)/scanning electron microscope (SEM) observation and potentiostatic polarization tests in aque-otis solution of NaCl, respectively. The results showed that ultrafine equiaxial grains (about 2.5 μm) were obtained over 16 passes due to plastic-induced grain refinement accommodated by dynamic recrystallization. The lower corrosion current density and nobler corrosion po-tential correlated with large number of pressing passes were attributed to the low tendency toward localized corrosion with broken secondary phase after homogenization on ultrafine-grained Mg matrix. The multi-pass ECAP method made the ZE41A aeronautic magnesium alloy more attractive since severe plastic deformation may significandy improve its corrosion resistance besides superior mechanical properties.     

基于刚塑性模型的钨基合金喂料螺杆挤压成形有限元仿真及工艺优化

钨基合金喂料的螺杆挤压具有可生产直径较大,挤压比较大,且生产效率高等优点。利用Deform-3D软件,通过采用刚塑性模型对钨基合金喂料在挤压温度为60℃、70℃、80℃和挤压速度为3 mm/s、5 mm/s、7 mm/s的挤压条件下进行有限元模拟,分析了每种条件下速度场、温度场、损伤及应力场变化,并将最优结果与螺杆挤压实验相验证。结果表明:在挤压温度为70℃,挤压速度为5 mm/s下,得到直径为30 mm的棒坯表面光亮无缺陷;模拟结果与实验结果吻合。     

等径角挤扭对SiC_p/Al复合材料微观结构及力学性能的影响

以SiC_p/Al复合粉末为研究对象,开展不同变形程度的等径角挤扭(ECAPT)变形实验,研究等径角挤扭对SiC_p/Al复合材料微观结构及力学性能的影响。利用OM、XRD、TEM和XPS以及排水测密度法、力学性能测试等手段分析不同试样的微观组织和力学性能的演变规律以及界面反应情况。结果表明:随变形道次增加,Si C团聚现象得到改善,微晶尺寸逐渐减小,位错密度逐渐增大;材料界面处发生保护反应生成Al_2O_3,且反应程度随变形道次增加而加剧,未发生有害的界面反应,无Al_4C_3脆性相生成。4道次变形后材料的显微硬度和屈服强度相比1道次分别提高10%和16%。     

大塑性变形制备纳米结构金属

细化晶粒是改善材料性能的有效手段，传统的压力加工技术(如轧制、挤压、拉拔和锻造等)可以细化晶粒(微米量级)。纳米结构金属由于具有很小的晶粒尺寸(20-500nm)和独特的缺陷结构，从而表现出优异的物理—力学性能。大塑性变形(SPD)具有将铸态粗晶金属的晶粒细化到纳米量级的巨大潜力，近年来已引起人们的极大关注。介绍了4种大塑性变形制备纳米结构金属的方法、原理、变形特点及应用，分析了纳米结构金属的强度和超塑性变形特征，以及当前研究中存在的主要问题，并对大塑性变形技术的应用前景进行了展望。     

纯铝等径角挤压塑性流动的有限元模拟分析

本文采用DEFORM有限元软件模拟分析了ECAP过程中纯铝的塑性流动.通过模拟分析得出,可将ECAP过程中挤压力的变化分成四个阶段:A区:挤压起始阶段挤压力很低,随后挤压力接近线性增加;B区:挤压力先增加后减小,其中增加速率比A区缓慢;C区:挤压力基本趋于稳定;D区:随着挤压的进行挤压力开始回升.挤压过程中材料塑性流动的均匀部分大致可分为三个区域:内侧A区,变形体延伸方向与水平方向的夹角约为27.5(°);中间B区,变形体延伸方向与水平方向的夹角约为28.6(°);外侧C区,变形体延伸方向与水平方向的夹角约为56.6(°).同时,通过理论计算得到了变形体延伸方向与水平方向的夹角.结果表明:模拟结果与理论计算相符.