工业纯铝等通道球形转角膨胀挤压变形的力学与摩擦学性能（英文）

对传统等通道转角挤压工艺(equal channel angular extrusion, ECAE)进行改进,提出一种新型剧烈塑性变形法(severe plastic deformation, SPD)——等通道球形转角膨胀挤压(equal channel angular expansion extrusion with spherical cavity, ECAEE-SC)。该工艺通过耦合镦-剪-挤等多种变形效应,可在单道次挤压下实现坯料内部较大的塑性应变累积,进而获得理想的晶粒细化与性能提升效果。在室温条件下采用ECAEE-SC工艺对工业纯铝(Al-1060)进行单道次挤压,并与相同条件下的2道次ECAE处理变形结果进行对比。采用EBSD、SEM等测试手段,研究了工业纯铝经ECAEE-SC变形晶粒特征与磨损表面形貌,并测试了变形材料显微硬度、拉伸性能与摩擦学性能。结果表明,在ECAEE-SC工艺剧烈塑性应变诱导下,工业纯铝经单道次挤压变形后晶粒显著细化,呈典型的剪切条带状特征。与初始退火态相比,变形材料显微硬度与抗拉伸强度分别提升了92.6%和91.8%,且性能提升效果明显优于2道次ECAE变形。同时,ECAEE-SC工艺有效提高了工业纯铝的耐磨性能,工业纯铝变形后表面磨痕宽度最小,磨痕深度最浅,其磨损机理以磨粒磨损为主导。