ECAP挤压L2纯铝的微观组织演化规律

用等通道转角挤压对纯铝L2进行10道次挤压,结果表明：挤压1道次后,原来晶粒尺寸为1 mm的等轴晶沿剪切方向被拉长为条带状晶,在条带状晶粒之间出现被剪切破碎的细小亚晶粒.挤压2道次后,出现了少量等轴晶.挤压4道次后,晶粒取向性变得不太明显,小角度晶界的亚晶粒逐步向大角度晶界的等轴晶演化,晶粒细化到1 μm.随挤压道次的继续增加,晶粒大小不再变化,而形状向等轴状演化.挤压10道次后,合金组织由晶粒大小为1 μm的等轴晶组成.ECAP挤压中,纯剪切变形和应变量的双重作用导致晶粒细化.当晶粒尺寸小于临界尺寸时,剪切变形对晶粒的细化起主要作用;当达到临界尺寸后,应变量起主要作用,表现在使合金组织形貌向等轴晶转变.     

再结晶退火对ECAP变形5083铝合金力学性能的影响

为改善5083铝合金的力学性能,先后对其进行一道次等通道转角挤压处理及再结晶退火处理,再进行拉伸实验,分析变形温度、变形速率对合金伸长率和抗拉强度的影响,并观察合金的断口形貌.结果表明,在拉伸温度为100℃,应变速率为6.67×10-4 s-1时,合金的抗拉强度最高,达到319.7 MPa;当拉伸温度为300℃,应变速率为1.67×10-4 s-1时,合金的伸长率最大,达到75.8％.在拉伸变形过程中,合金出现应变硬化和应变软化现象,并且伴随有锯齿形流变现象.拉伸试样的断裂形式宏观表现为韧性断裂,微观形式为穿晶断裂,断口形貌由韧窝组成.随着变形温度的升高,韧窝的数量增多,尺寸变大,分布变均匀.     

等通道转角挤压(ECAP)工艺的研究进展

对等通道转角挤压技术的基本原理和近年来的最新研究进展进行综述. 对挤压过程中晶粒细化机理和变形机理、影响挤压效果的因素分析认为,降低挤压温度、增加背压、减小入口摩擦并适当加大出口摩擦可以有效增加材料组织的均匀性. 认为ECAP加工后材料内部大角度晶界数的增加导致变形机制的改变,晶界滑移导致晶粒转动趋势的增加,这2方面的原因是产生超塑性的主要原因. 提出从单晶材料的织构层面揭示材料的微观组织演变及定量计算多晶体的宏观性质是今后的研究方向.     

等径角挤压对纯铜组织与性能的影响

研究采用BC路径(即试样进入下一道次挤压时按同一方向旋转90°)对纯铜进行等径角挤压后得到的组织与性能.结果表明,通过室温下对纯铜的8道次挤压后,得到均匀、细小的等轴晶组织(晶粒尺寸约1.5μm).抗拉强度从原来的235 MPa提高到420 MPa,硬度从114 HV提高到184.3 HV,延伸率由原来的45%降低到19%.通过对不同挤压道次试样在473 K下60 min的退火处理后,其晶粒进一步细化至1μm,其抗拉强度提高到435 MPa.     

纯铜粉末包套-等径角挤压工艺实验研究

针对粉末材料低塑性的特点,在室温条件下采用包套-等径角挤压工艺(PITS-ECAP)将纯铜粉末颗粒直接固结成高致密度块体细晶材料.结果表明,包套-等径角挤压工艺对粉末材料具有有效的致密和细化效果.4道次PITS-ECAP工艺变形后,试样X、Y、Z面均受到剧烈剪切作用,晶粒尺寸得到明显细化,显微组织呈细长条带流线状,且分布较为均匀;试样整体组织达到完全致密,平均显微硬度高达1 470 MPa.在PITSECAP工艺变形过程中,剧烈塑性剪切变形、较高静水压力和有效应变积累是保证粉末材料致密度大幅度提高以及显微组织有效细化的主要原因.     

ECAP条件下纯铜应变行为的等效应变规律及变形均匀性

借助DEFORM-3D软件对圆型纯铜试样的ECAP变形行为进行有限元模拟,分析试样沿A、Ba 、Bc及C路径各经9道次变形后的等效应变规律及变形均匀性.结果表明,试样沿Bc路径挤压后等效应变值最接近理论应变值,沿A路径挤压后等效应变值偏离理论应变值最大;试样沿Bc路径挤压变形均匀性最好,Ba路径次之,沿C路径挤压变形均匀性较差,A路径最差.     

等通道转角挤压（ECAE）对聚（D，L-）乳酸弯曲性能的研究

采用等通道转角挤压技术对聚(D,L-)乳酸(PDLLA)进行塑性变形.与压制成型工艺比较,ECAE对样品的弯曲性能有明显影响.随着转角挤压温度的提高,聚(D,L-)乳酸材料的弯曲强度逐渐增大,当温度为75℃时,其弯曲强度σ_b达到最大值164 MPa.聚(D,L-)乳酸等通道转角挤压后,断裂机理由脆性断裂转变为韧性断裂,形成韧性断裂断口形貌.     

挤压速度对Ti6Al4V钛合金等通道转直角挤压过程 影响的数值模拟

采用Deform-3D有限元软件,对样品初始温度为900℃的Ti6Al4V钛合金等通道转直角挤压在0~5 mm/s的下压速度范围内进行了数值模拟。模拟计算结果表明：在相同的挤压速度下,试样通过转角后的温度降低速率减小;挤压速度越大,挤压过程所需的荷载越低,应变累积越小,等效应力越低,应力集中现象越少,挤压过程中试样的温降越小;本研究条件下,挤压速度值选定为5 mm/s。     

Al-3%Si合金等径角挤压的变形行为

采用A路径对内部含有铜片的Al-3%Si合金在室温下进行5道次等径角挤压来考察其对材料宏观和微观组织影响.通过示踪法研究铜片位置的变化,通过SEM和OM观察脆性相Si的变化,并对材料进行XRD分析.结果表明:经5道次变形后铜片发生偏转至45°,铜片自身也发生了扭曲变形,证明剪切作用下,存在着扭转力;共晶Si的变化行为是在1道次挤压后共晶Si呈长条状分布在晶界;2道次挤压后长条状共晶Si被破碎成短杆状,部分偏离晶界;4道次挤压后短杆状共晶Si被破碎成块状,弥散分布在基体上;5道次挤压后块状共晶Si发生了偏聚,平均尺寸由10μm变为3μm,并在垂直剪切方向上存在明显移动;晶面取向(220)的衍射峰强度逐步降低,而(111)晶面的衍射峰强度则明显增加,主导取向由(220)变为(111),晶面取向(200)和(311)变化不明显.     

原始组织对等通道角挤压纯铜组织性能的影响

分别对单晶和多晶原始纯铜进行等通道角挤压(ECAP)实验,研究Bc路径挤压后的组织特征和力学性能.结果表明,单晶和多晶铜在挤压过程中晶粒的细化方式明显不同:单晶铜在位错塞积后形成胞状结构,晶粒在位错塞积区发生断裂是其晶粒细化的主要原因;多晶铜在挤压中发生晶粒转动、晶界移动后造成晶粒被拉长并断裂,这是其晶粒细化的主要原因.力学性能对比发现,挤压中单晶铜的硬度和抗拉强度较多晶铜变化显著,认为挤压后单晶铜亚晶的定向排列是延伸率大幅度提高的主要原因.     

基于位错演化理论的等径角挤压纳米微晶材料数值分析

研究材料微观组织的演化对应力、应变以及应变硬化等问题的影响,是实现等径角挤压成形技术的关键.以纯铝为例,基于位错演化模型,利用有限元分析方法对纯铝的等径角挤压变形行为进行了数值仿真,分析了挤压过程中材料应力、应变以及应变硬化的演化趋势及分布规律.结果表明:随着挤压道次增加,纯铝中等效应力逐渐增加,这导致材料中位错密度的增加;随着位错密度的增加,主应变最大值随后续挤压道次的增加呈增大趋势.因此,考虑等径角挤压过程中的位错演化等材料微观组织演化规律,对材料的实际挤压成形有指导作用.     

Influence of ECAP on the fatigue behavior of age-hardenable 2xxx aluminum alloy

The fatigue behavior under load control and the mechanical properties of commercial 2011 aluminum as an age-hardenable Al alloy was studied. To estimate the effects of the equal channel angular pressing (ECAP) process, solution heat treatments, and aging on the fatigue life, tests were conducted at four different stages:furnace cooling; furnace cooling plus one ECAP pass; solid solution heat treatment, quenching, one ECAP pass plus aging at peak age level; and the T6 condition. Only one pass was possible at room temperature because of the high strength of the material. The fracture surface morphology and microstructure after fatigue were evaluated by scanning electron microscopy (SEM). The experimental results revealed that the optimum fatigue life under load control, the tensile strength, and the Vickers hardness of the material were interdependent. The optimum fatigue life under load control was achieved by increasing the tensile strength and hardness of the material.     

采用ECAP制备亚微晶铝合金及其力学性能

采用ECAP与热处理工艺相结合制备了亚微晶7050和2224铝合金,并研究了力学性能·结果发现,ECAP后进行固溶和时效处理,晶粒细化到06μm;力学性能明显提高,7050合金的抗拉强度σb为616MPa,延伸率δ为17%,2224合金的抗拉强度σb为618MPa,延伸率δ为12%,成为亚微晶超高强铝合金     

工业纯铝等径弯曲通道变形过程的数值模拟

等径弯曲通道变形(Equal ChannelAngularPressing简称ECAP)由于能直接制备块状超细晶材料而备受关注。通过对工业纯铝的ECAP变形过程进行有限元数值模拟,获得了变形过程的载荷变化规律和等效应变分布规律,并用坐标网格法对模拟结果进行了实验验证。在摩擦条件下,试样中区下表面的等效应变最大,至上表面处等效应变为最小。而在无摩擦理想情况下,其等效应变分布恰好相反,这可能是由于试样在ECAP变形过程中所受应力场和应变场的不同引起的。     

Improvements in the microstructure and fatigue behavior of pure copper using equal channel angular extrusion

In this study, annealed pure copper was extruded using equal channel angular extrusion (ECAE) for a maximum of eight passes. The fatigue resistance of extruded specimens was evaluated for different passes and applied stresses using fatigue tests, fractography, and metallography. The mechanical properties of the extruded material were obtained at a tensile test velocity of 0.5 mm/min. It was found that the maximum increase in strength occurred after the 2nd pass. The total increase in ultimate strength after eight passes was 94%. The results of fatigue tests indicated that a significant improvement in fatigue life occurred after the 2nd pass. In subsequent passes, the fatigue life continued to improve but at a considerably lower rate. The improved fatigue life was dependent on the number of passes and applied stresses. For low stresses (or high-cycle fatigue), a maximum increase in fatigue resistance of approximately 500% was observed for the extruded material after eight passes, whereas a maximum fatigue resistance of 5000% was obtained for high-applied stresses (or low-cycle fatigue). Optical microscopic examinations revealed grain refinements in the range of 32 to 4 μm. A maximum increase in impact energy absorption of 100% was achieved after eight passes. Consistent results were obtained from fractography and metallography examinations of the extruded material during fatigue tests.     

Effects of ECAE processing temperature on the microstructure,mechanical properties,and corrosion behavior of pure Mg

A two-step equal channel angular extrusion (ECAE) procedure was used to process pure Mg. The effects of ECAE processing temperature on the microstructure, mechanical properties, and corrosion behavior of pure Mg were studied. The results show that the average grain size of pure Mg decreases with decreasing extrusion temperature. After ECAE processing at 473 K, fine and equiaxed grains (~9 μm) are obtained. The sample processed at 473 K exhibits the excellent mechanical properties, whereas the sample processed at 633 K has the lowest corrosion rate. The improved corrosion resistance and mechanical properties of pure Mg by ECAE are ascribed to grain refinement and microstructural modification.     

摩擦阻力对纯铝在等径弯角挤压过程中变形的影响

室温下对纯铝试样进行了等径弯角挤压(ECAE),通过对挤压后纯铝试样的宏观变形及微观形貌分析,探讨了ECAE过程中模具内壁与试样之间的摩擦阻力对试样变形的影响,得到了滞变区比例与挤压位移之间的关系．结果表明：挤压过程中试样在模具通道内角点附近形成难变形区;在模具通道外角点形成变形死区;试样的芯部变形比较均匀,为明显的剪切变形;受摩擦阻力的影响,试样顶部和底部均出现了滞变区,该区域呈轴对称分布且沿试样长度方向逐渐向试样芯部扩展;滞变区比例随挤压的进行而增大．     

等径弯角挤压处理对TiNi合金磨损性能的影响

以热锻态Ti-50.6%Ni合金为原料,采用新型的等径弯角挤压(ECAE)工艺在高温下制备了微米级TiNi合金块体材料,考察了ECAE及退火处理对TiNi合金磨损性能的影响.结果表明,与原态合金相比,经过ECAE及退火处理的TiNi合金由于发生了严重的塑性变形,导致晶粒细化,从而提高了合金抗塑性变形的能力,改善了TiNi合金的耐磨性.TiNi合金磨损量随载荷和滑动距离的增加而增加;TiNi合金磨损表面主要表现为粘着磨损.