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.     

内高压和等径角挤压设备液压系统原理设计

内高压成形技术作为实现结构轻量化的先进塑性成形技术,在国外企业和科研单位中已经得到了广泛地应用;等径角挤压技术作为获得超细晶结构材料的重要手段,发展也很迅速。但是目前关于这2项技术专用设备的研究很少,且由于设备投资巨大,在我国的发展很缓慢;文章在分析内高压和等径角挤压成形工艺的基础上,设计了针对这2种成形方法的专用设备的液压系统原理。     

等径角挤压工艺对AZ31B镁合金板材冲压性能的影响

对采用等径角挤压(ECAE)工艺前后AZ31镁合金板材的性能参数和冲压成形性能进行了研究.结果表明,经过等径角挤压工艺处理后镁合金板材的应变硬化指数n值、各向异性r值和极限拉深比LDR值均得到了优化,从而改善了镁合金板材的冲压性能.     

等径角挤压工艺对Ti5553合金冲蚀磨损性能的影响

摘要： 考察了经等径角挤压（ECAE）处理前后的Ti5553合金在含泥沙海水环境中的冲蚀磨损特性,采用扫描电子显微镜观察冲蚀磨损后的试样表面形貌并结合MATLAB软件进行定量分析,探讨了Ti5553合金显微组织、力学性能及冲蚀机理的演变对其冲蚀磨损性能的影响.结果表明：经ECAE处理后,Ti5553合金的抗冲蚀磨损性能明显提高,这是由于ECAE工艺能够通过细晶强化而提高Ti5553合金的强度与韧塑性、改善其微观组织所致;未经ECAE处理的Ti5553合金的冲蚀磨损机理为冲击变形及犁沟剥落,并伴随大面积划痕和冲击坑裂纹的产生,而经ECAE处理的Ti5553合金的冲蚀机理为轻微冲击变形及犁沟剥落,划痕和冲击坑裂纹的扩展趋势不明显.     

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.     

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.     

多道次ECAP挤压对纯铜拉伸行为影响的实验研究

为了解不同道次等通道转角挤压(ECAP)对材料拉伸屈服和硬化的作用,以纯铜棒材试样为研究对象,实验研究了经多道次ECAP后材料的单轴拉伸屈服和硬化行为,并进一步探讨了退火对ECAP后材料力学性能的影响,得到以下结论:①挤压道次相同的情况下,经退火/空冷处理后材料硬化更为充分;②一道次挤压对材料的硬化作用远大于后续道次;③在材料挤压后实施了退火的情形,四道次后的挤压对材料不再有明显的硬化作用。这一研究有助于人们更深入地了解ECAP对材料力学行为的影响。     

NiTi合金等径弯角挤压工艺及晶粒细化

针对NiTi合金的等径弯角挤压(ECAE)工艺及对晶粒的细化效果进行了研究,对该合金在温度为700、750、850、950℃,挤压速率为25 mm/s非等温条件下的ECAE过程进行了试验.在非等温条件下,利用ECAE技术实现了大块材镍钛合金材料的晶粒细化.研究表明,在热加工条件下,锻态NiTi合金的原始粗大晶粒经一次挤压后均可以得到细化,而且细化的程度近似相等.但不同加热温度下的后续挤压对合金晶粒的细化效果却有显著的不同.     

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.     

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.     

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。     

等通道转角挤出制备自增强高密度聚乙烯

采用等通道转角挤出（ECAE）方法对高密度聚乙烯（HDPE）进行自增强挤出，研究挤出工艺条件与材料结构、性能之间的关系．利用广角X射线衍射（WAXD）、差示扫描量热分析（DSC）等手段对材料结构进行表征，结果表明：经过等通道转角挤出后，HDPE的结晶度提高、晶粒细化，抗拉强度提高了23％．     

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.     

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．     

Microstructure and mechanical properties of ZE10 magnesium alloy prepared by equal channel angular pressing

ZE10 magnesium alloy was subjected to equal-channel angular pressing (ECAP) up to 12 passes in a die with an angle of 120° between the two channels at 250-300℃. An inhomogeneous microstructure of bimodal grains including fine grains of 1-2 μm as well as coarse grains of about 20μm was obtained after the initial 1-4 ECAP passes. The grain size became increasingly homogeneous with further ECAP processing and the grains were significantly refined to 1-2 ktm after 8 passes and further refined to 0.5-1 μm after 12 passes. The alloy's yield strength changed slightly but the ductility improved greatly initially up to 4-6 passes corresponding to the bimodal grain microstructure. And after the subsequent pressing of more than 8 passes, the tensile strength including yield strength improved while the elongation decreased gradually.     

Severely deformed copper by equal channel angular pressing

Mechanical and microstructural analysis of equal channel angular pressed copper was experimentally investigated. The results showed that the hardness distribution uniformity was rapidly decreased after the first pass and gradually improved at the following passes. Also, the bottom region of the pressed material experienced lower Vickers hardness magnitude irrespective of pass number. Furthermore, the addition of 0.1% magnesium to the pure copper had a considerable effect on the distribution uniformity. In addition, the material fracture mode changed from ductile to brittle by the alteration of the dimples to cleavage planes mechanism. Moreover, the formability index was dramatically reduced after the first pass and slowly improved at the succeeding passes. Eventually, ECAP process led to the increment of low angle grain boundaries and the decrease of high angle grain boundaries at the initial passes and vice versa at the subsequent ones.     

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。