通过不同热挤压方式制备具有较优强塑性组合的新型Mg-5Sn-2Al-1Zn合金

制备新型Mg-5Sn-2Al-1Zn(TAZ521)合金。为提高合金的强度与塑性,采用正挤压(DE)和挤压-剪切(ES)两种工艺对该合金进行变形处理。通过XRD、SEM、TEM、EBSD和拉伸试验等方法研究均匀态和挤压态合金的显微组织演变、织构演变及强化机制。结果表明,正挤压态合金的力学性能得到改善;然而,合金表现出由粗晶和细小动态再结晶(DRXed)晶粒组成的双峰组织。经过挤压-剪切变形后的合金组织变得更加均匀,并且实现更好的强韧性结合,变形后合金的屈服强度(YS)、极限抗拉强度(UTS)和伸长率(EL)分别达到212 MPa、303 MPa和21.7%。晶粒细化和Mg2Sn析出物的钉扎效应对强度的提高起到重要作用,此外,延展性的提高归因于基面纤维织构的弱化和非基面滑移系的激活。

反复镦压工艺制备超细晶铜的组织与性能

介绍了反复镦压工艺的原理、路线及特点,并研究了纯铜反复镦压后的组织、硬度及拉伸性能。结果表明,反复镦压可在不改变试样形状和尺寸的情况下累积很大的应变。退火态纯铜经多道次镦压后晶粒明显细化。3道次镦压前,纯铜的平均显微硬度随应变的增加快速增加,随镦压次数的进一步增加,硬度上升的幅度下降。多道次镦压后纯铜的抗拉强度明显提高,从退火态的198.5 MPa提高到最高约488.8 MPa。镦压后纯铜的断后伸长率明显下降,但仍在15%以上,其断裂性质仍属韧性断裂。研究结果说明反复镦压是一种有应用前景的制备块体细晶材料的方法。

等截面角形挤压的研究内容及现状

论述了等截面角形挤压的研究内容、现状、原理、工艺参数、显微组织演化过程以及对材料性能的影响。

ECAP法制备超细晶铜的再结晶行为研究

在室温下,采用ECAP技术对纯铜进行了1～10道次的挤压,使其组织大大细化,得到了均匀、细小的等轴晶,平均晶粒尺寸为0.75μm。通过对不同ECAP道次后的退火试样的硬度测量和观察组织,结果表明:随ECAP道次的增加,开始再结晶的温度降低,再结晶软化的速率增加,ECAP8道次试样在433K发生静态再结晶。

等径角挤压工艺对固溶状态CuCrZr合金性能的影响

研究了等径角挤压工艺(ECAP)对固溶态CuCrZr合金性能的影响。结果表明,随着挤压道次的增加,合金的硬度迅速上升,导电率略有下降。时效前经ECAP处理可以加速时效初期第二相的析出,使合金的性能以较快的幅度上升。ECAP六道次试样400℃时效1 h,导电率和硬度分别为81.1%IACS和200 HV30。

背压对等径角挤压坯料变形的影响

采用有限元方法研究了背压对1100A l等径角挤压的影响.分析了坯料的变形、等效应变分布、最大主应力及变形载荷的变化.模拟结果表明,通过在出口通道施加背压,提高了坯料充填模具外侧拐角的能力,使得坯料横截面上等效应变分布更加均匀;坯料在变形过程中的最大主应力降低;但变形载荷随背压的增加不断增加.分析得出,施加适当的背压有助于提高坯料的变形均匀性,降低坯料表面的开裂倾向.

多轴压缩工艺制备超细晶铜的研究

研究了多轴压缩后纯铜的组织演变和性能。通过扫描电子显微镜观察了组织随压缩次数变化的情况;通过测量试样中间面上的显微硬度研究了硬度随压缩次数变化以及硬度分布的情况。试验结果表明:位错分割是主要的晶粒细化机制,随位错密度的增大以及压缩轴的旋转,低应变时产生的亚晶通过吸收位错以及位错重排取向差不断增大,晶粒不断细化,12次压缩后,绝大部分区域为超细晶组织;多次压缩后材料硬度明显提高,但由于摩擦的影响,压缩后中间面的硬度分布不均匀,中心部位硬度较高,周围硬度较低。

等径角挤压制备CuCrZr合金的抗软化性能

研究了CuCrZr合金等径角挤压(ECAP)后的微观组织演变及软化温度。结果表明,固溶态CuCrZr合金经路线BC(每挤一道次后试样沿同一方向旋转90°)等径角挤压10道次后组织细化至亚微米级,超细晶晶粒较为等轴、均匀。等径角挤压10道次后合金的软化温度约为530℃,但550℃时,合金的硬度仍高达161HV,这说明ECAP后合金的抗软化能力并没有降低。因为ECAP促进了时效时析出相的析出,使得析出相更为弥散、细小,从而提高了合金的力学性能。

锐角模具通道等径角挤压有限元分析

采用有限元模拟研究了1100Al锐角模具通道(准=60°)等径角挤压时的坯料流动、等效应变、挤压应力以及速度分布。与准=90°模具等径角挤压坯料相比,锐角模具通道等径角挤压可以在坯料内产生更大的等效应变,有助于提高挤压的效率;但挤压过程中在两通道相交外侧尖角处出现死区,由于死区的影响,坯料横截面上等效应变分布不均匀,挤出坯料下表面区域等效应变明显高于其他区域,同时,由于挤压应力明显上升,对挤压设备以及工模具提出更高的要求。因此,锐角模具通道等径角挤压比较适合于塑性较好、强度较低的材料。

基于DEFORM的正挤结合侧挤大变形工艺研究

等径角挤压被认为是最具工业化应用前景的大塑性变形技术之一,但其局限限制了其工业化应用.文中在常规等径角挤压技术的基础上提出了一种正挤压结合侧向挤压新工艺,采用DEFORM-2D软件对该新工艺进行了数值模拟.结果表明:这种新型工艺具有单道次变形量大且均匀的特点,为高效制备大尺度块体超细晶材料提供了新途径,但挤压时所需载荷也较大.因此,需通过进一步的工艺参数优化,为模具设计和选材提供一定的保障.

工艺路线对等径角挤压变形均匀性的影响

等径角挤压被认为是制备块体超细晶材料最有前景的工艺方法之一。采用刚塑性有限元法分析了不同路线多道次等径角挤压后的等效应变分布。结果表明:一道次等径角挤压后坯料中间主要变形区下部坯料的等效应变较低。A路线多道次挤压后,变形更加不均匀,上下表面的等效应变差值增大;C路线挤压后等效应变分布呈上下表面小,中间较高的分布特征,且随挤压次数的增加,中心和上下表面的等效应变差异增大。BC路线多次挤压后的等效应变分布较均匀,等效应变较高的区域应变相差较小且所占区域较大。模拟结果对于等径角挤压工艺的制定可起到指导作用。

模具外侧圆角对缩径侧向挤压变形影响的有限元分析

采用有限元法研究了不同通道宽度比侧向挤压时模具外侧圆角对材料变形的影响.结果表明,外侧圆角对变形坯料的等效应变和载荷的影响与通道宽度比有关,随外侧圆角的增加,最大变形载荷逐渐下降;当通道宽度比为1.25时,坯料上表面到下表面的等效应变大小逐渐下降,坯料中间等效应变较均匀的区域所占比例下降.当通道宽度比为1.67且外侧为尖角时,坯料下表面区域产生严重的应变集中,随外侧圆角的增加,应变集中程度降低,最大等效应变由坯料的下表面转到坯料的上表面.研究说明在一定的通道宽度比情况下,选择合适的模具外侧圆角可以获得较好的载荷和等效应变分布的配合.

“塑性加工工艺及模具设计”课程教学及考核方法改革

"塑性加工工艺及模具设计"是材料成型及控制工程专业的一门主干专业课。通过丰富和优化教学资源,采用项目教学法,结合启发式、讨论式教学,改革考核方式,变单一的、终结性考核为多样化的全程考核。使教学过程更为立体化,充分调动了学生的积极性与主动性,突出了学生主体地位,培养了学生的综合能力与素质。

坯料尺寸对等径角挤压材料变形的影响

研究了坯料尺寸对等径角挤压材料等效应变及单位挤压力的影响.采用有限元法分析了不同尺寸坯料在不同摩擦条件下等径角挤压后的等效应变大小、分布与单位挤压力.结果表明,在坯料尺寸相同的情况下,随着摩擦系数的增大,坯料横截面上的等效应变略有增加,单位挤压力明显增加.在摩擦系数相同的情况下,不同尺寸坯料横截面上的等效应分布和大小基本一致,单位挤压力随坯料尺寸的增加而下降.这表明只要采用合理的润滑和模具结构,利用等径角挤压工艺可以制备出满足工业化应用要求的大块体超细晶材料.

反复折弯校直工艺研究进展

反复折弯校直属于剧烈塑性变形工艺之一,通过折弯和之后的校直在材料内部产生剪切变形,细化材料组织。介绍了反复折弯校直工艺的原理、方法及反复折弯校直变形分布特征、微观组织及材料力学性能,并提出了反复折弯校直工艺的研究方向。

ECAP法制备纯铜的组织与性能

研究了纯铜等径角挤压后的组织及性能。结果表明:室温下BC方式10道次ECAP(Equal Chan-nel Angular Pressing)后,得到均匀、细小的等轴晶,平均晶粒尺寸为0.75μm,硬度从78.7 HV上升到185.3 HV。通过对不同ECAP道次后的退火试样的硬度测量和观察组织发现,ECAP 8道次试样在433 K发生静态再结晶,且随ECAP道次的增加,开始再结晶的温度降低,再结晶软化的速率增加。说明大变形后纯铜的热稳定性下降。

剧烈塑性变形制备高强度高导电纯铜的研究

研究了纯铜多道次反复镦压剧烈塑性变形后的组织、力学性能及导电性能。结果表明,通过反复镦压能在保持试样原始形状和尺寸的情况下在材料内部累积很大的应变,实现材料组织的超细化,退火纯铜经B路线15道次反复镦压变形后,晶粒细化至亚微米级。随镦压次数的增加,纯铜的硬度和抗拉强度明显提高,抗拉强度达到459.1MPa,伸长率明显下降,但仍在20%以上。纯铜的导电率随镦压次数的增加而下降,但15道次镦压后仍然保持在91.7%IACS,说明反复镦压剧烈塑性变形工艺可以制备出具有高强度和良好导电性的块体纯铜材料。

基于项目化教学的跨学科模具人才培养模式探索

材料成型及控制工程专业模具设计与制造方向具有专业性强、重实践和跨学科的特点。本文简要介绍了模具人才能力要求及培养中存在的问题,指出了以往教学中存在的不足,阐述了项目教学内容总体设计、实施过程和评价方法。实践表明,结合专业培养目标和定位,通过在模具设计与制造方向系列课程中实施项目化教学,使学生受到了现代工程师的基本训练,培养了分析问题、解决问题能力以及团队协作意识和沟通能力,提升了学生的创新意识与创新能力,实现了培养跨学科人才的目标,该培养模式具有一定的推广应用价值。

塑性加工工艺及模具设计项目化网络教学平台建设与应用

为了配合塑性加工工艺及模具设计课程项目化教学的需要,依托学校天空教室网络教学平台,建设该课程的教学网站并进行应用研究。网络教学平台包括基础资源和丰富的立体化资源,为学生完成项目及课后自主学习提供了支持,转变了学生的学习态度和方式,使教学方式多元化,网络教学平台的应用进一步提高了教学质量。

“塑性加工工艺及模具设计”课程教学改革与实践

＂：塑性加工工艺及模具设计＂是材料成型及控制工程专业的一门主干专业课。通过优化课程教学内容、突出教学重点,改革教学方法和手段,采用互动式教学、不断丰富多媒体课件、加强实践教学以及改革考核方式,调动了学生学习的主观能动性和积极性,提高了学生分析问题、解决问题的能力及创新能力,取得了良好的教学效果。