往复挤压道次对车用LC9合金表面组织和性能的影响

采用光学显微镜、维氏硬度、极限拉伸强度和压缩屈服强度等试验手段,评价了不同往复挤压道次对LC9铝合金表面微观形貌和力学性能的影响。结果表明,往复挤压道次能显著影响LC9铝合金的组织和力学性能。合金的力学性能随着往复挤压道次的增加呈现出先增加后降低的趋势,500℃条件下当往复变形道次为4次时合金的力学性能最佳。

挤压道次对2024铝合金ECAP变形的影响

以2024铝合金为研究对象,采用Deform-3D有限元软件对试件进行数值模拟和A路径8道次ECAP实验,研究在不同挤压道次下试件变形过程中金属流动性、挤压载荷和等效应变的变化情况.结果表明:试件的头部和尾部区域金属流动网格呈现弯曲变形,中部区域呈现纯剪切变形,且随道次的增加变形程度显著增强;挤压载荷随挤压道次的增加呈现先上升后下降的趋势,其变化受试件强度影响;试件等效应变值的大小与挤压道次成正比关系,且等效应变值从试件靠近内转角区域出现由大到小的层状分布,3道次后出现应变分布均匀性下降的趋势.

挤压道次对等通道转角挤压高纯铝微观组织的影响

采用等通道转角挤压工艺,在常温下对高纯铝进行5道次挤压变形。利用透射电子显微镜和电子背散射衍射技术,对等通道转角挤压后高纯铝的组织结构、微观织构和晶界特征进行表征,研究挤压道次对等通道转角挤压高纯铝微观组织的影响以及挤压后材料组织的演化机制。结果表明:随着挤压道次的增加,材料剪切变形抗力不断增加;5道次变形后,材料晶粒得到显著细化,形成多边界平直、低位错密度的等轴状晶粒,晶粒尺寸约为0.9μm。同时,挤压5道次后材料的晶粒取向逐渐变得随机,微观织构在(80°, 35°, 0°)、(40°, 75°, 45°)和(0°, 85°, 45°)达到峰值;超细晶高纯铝晶界是几何必须晶界,挤压后超细晶的形成是连续动态再结晶的结果。

挤压道次对真空电弧重熔Mg-22Nd-15Al-8Zn-1.5Y合金组织及性能的影响

选择真空电弧重熔工艺制备Mg-22Nd-15Al-8Zn-1.5Y合金,镁合金作为基材,通过挤压工艺在镁合金基体中加入Mg-Nd中间合金,并分析挤压道次对其组织结构与力学特性的影响。研究结果表明:当挤压道次达到5时,在镁合金组织内已观察不到大晶粒,产生了许多尺寸很小的第二相颗粒;经过多次挤压变形处理后,在挤压方向出现了明显的塑性流动,形成了具有明显纤维形态的组织;合金组织的晶界区域形成了许多尺寸较小的Mg-Nd中间合金,表现为团簇状态,对晶界可以发挥良好的钉扎效果,使位错运动受到明显抑制,从而获得更高的力学强度;对试样进行5道次挤压后,拉伸强度增大至322 MPa,伸长率变为7.3%,获得了更优的力学性能;挤压过程中,一些中间合金颗粒发生了破碎,并在高密度位错部位发生形核,能够抑制再结晶晶粒生长。

ECAP挤压道次对6061铝合金力学性能及耐磨性的影响

采用等通道转角挤压(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)工艺,在110℃下对6061铝合金进行4道次挤压变形。借助显微硬度测试、室温拉伸试验和断口SEM分析,研究了挤压道次对6061铝合金力学性能的影响规律;通过摩擦磨损试验,获得了不同挤压道次下6061铝合金的摩擦系数以及磨损率,并对磨损表面进行了形貌观察和EDS能谱分析。结果表明:随着挤压道次的增加,6061铝合金硬度和强度逐渐增加,且前两个道次增幅最大,4道次变形后,材料晶粒得到显著细化,显微硬度和抗拉强度分别达到了93. 4 HV和250. 2 MPa;同时,显微硬度分布趋于均匀,材料塑性降低,拉伸断口表现出明显的韧性断裂特征。随着挤压道次的增加,6061铝合金耐磨性能和抗氧化能力均得到显著提升,平均摩擦系数和平均磨损率逐渐降低,分别从1道次的0. 457、0. 028 mm3·m-1下降到4道次的0. 355、0. 014 mm3·m-1。ECAP变形后6061铝合金磨损机制是以磨粒磨损和氧化剥层磨损为主导的混合磨损机制。

等径角挤压道次对7075铝合金组织和腐蚀性能的影响

对7075铝合金进行等径角挤压(ECAP)以及热处理,并通过实验测试方法观察ECAP道次对其组织和腐蚀性能的影响。研究结果表明:经过4道次ECAP处理后,晶粒发生显著细化,第2相出现了长大现象;固溶时效后,晶粒尺寸发生了长大;ECAP道次增加会提高腐蚀电位,降低腐蚀电流密度,有效提高材料耐蚀性,提高钝化膜耐蚀性能;当变形道次提高后,将会使腐蚀凹坑的数量及尺寸都减小,形成结构完整的氧化膜,显著增强其耐蚀性;经过ECAP处理后,减小了第2相晶界的偏析程度,使晶界部位的棒状第2相尺寸与数理都发生明显降低,阻碍晶界的腐蚀过程。

等通道挤压对纯铜组织与性能的影响

等通道挤压作为强烈塑性变形方法的一种,可使材料的晶粒尺寸细化到纳米级。对纯铜试样进行了不同道次的等通道挤压变形,并对其组织和硬度进行了测试。结果表明,纯铜在进行等通道挤压变形时,先形成条带状亚结构,随着挤压道次增加,这些亚结构逐渐细化,亚界面逐渐转化成小角度晶界,进而转化为大角度晶界。经过等通道挤压变形8道次后,纯铜可细化至40～120 nm大小的纳米晶结构。经等通道挤压后纯铜的硬度显著上升,随着等通道挤压道次的增加,硬度增长趋于平缓,6道次后逐渐趋于饱和。

等通道转角挤压对AZ91镁合金组织的影响

分别采用转角为100°、110°、120°的三个凹模,在A、Ba、Bc、C四种路径下进行等通道转角挤压实验。实验发现,当模具温度为380℃时,AZ91镁合金通过等通道转角挤压工艺可以挤压出宏观外形完整无裂纹产生的试样;经过几个道次的等通道挤压后,材料中就有大量的超细晶粒出现;当模具角度为100度时,以C路径进行挤压,随变形道次的增加,其细化过程稳定,细化效果最好;经过4次挤压晶粒平均直径可达到3μm。

1060铝合金多道次ECAP变形行为及组织性能研究

采用Deform-3D有限元模拟软件,研究120°模具下1060铝合金室温多道次ECAP变形行为,并在自行设计的ECAP模具上进行实验验证,研究变形后材料组织性能变化规律。结果表明,ECAP变形过程中,坯料在转角处发生剧烈塑性剪切变形,材料经1道次变形后内部形成稳定均匀变形区域,累积应变量约为0.613。随着挤压道次的增加,累积应变量不断增大,2道次后挤压载荷逐渐趋于饱和,变形也更加均匀。4道次变形后,材料内部累积应变高达2.628,晶粒发生明显的细化和破碎,晶界变得模糊不清;1060铝合金显微硬度由原始退火态30.42 HV增加至54.50 HV,增幅高达79.2%,力学性能得到大幅提升。

多道次热挤压下Al_(2)O_(3)/AZ91D合金组织演变分析

AZ91D镁基合金在机械设备上用处很广,其性能直接影响到机械效率。通过多道次热挤压工艺制得含有氧化铝颗粒的AZ91D镁基合金,并分析不同道次挤压处理Al_(2)O_(3)/AZ91D合金显微组织结构。研究结果表明:采用多道次热挤压处理工艺,可以使氧化铝颗粒在合金组织中形成更均匀的分布形态。经过4道次热挤压的试样比1道次挤压试样的晶粒尺寸减小近50%。完成多道次热挤压处理后,在合金中形成了良好分散状态的氧化铝颗粒,实现了晶粒细化的功能。

挤压工艺对体育器材用镁合金性能的影响

对不同挤压工艺下体育器材用AZ80镁合金力学性能和耐磨损性能进行了测试与分析,研究了挤压工艺对其性能的影响。结果表明,与常规挤压相比,往复挤压可明显提高体育器材用AZ80镁合金的力学性能和耐磨损性能,合金的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率可分别增加68 MPa、70 MPa、5.8%,磨损体积可减小79%。随挤压道次从1道次增至10道次,合金的力学性能和耐磨损性能均先下降后提高,挤压道次优选为5道次。

往复挤压工艺对汽车用5052铝合金性能的影响

研究了往复挤压工艺对汽车用5052铝合金拉伸性能和热疲劳性能的影响。结果表明,随往复挤压从1道次增至7道次,合金的抗拉强度和屈服强度均先增大后减小、断后伸长率则基本不变;随往复挤压温度从420℃增至480℃,合金的抗拉强度和屈服强度均先增大后减小、断后伸长率先增大后基本不变。与1道次往复挤压相比,5道次往复挤压的合金抗拉强度和屈服强度分别增大39%、84%。往复挤压道次优选为5道次、挤压温度优选为470℃。

往复挤压对ZK30镁合金组织和力学性能的影响

为了改善ZK30镁合金的凝固组织,提高其力学性能。采用光学显微镜(OM),维氏硬度和拉伸-压缩试验机等手段,评价不同往复挤压道次对ZK30镁合金表面微观形貌和力学性能的影响。实验结果表明往复挤压道次能够显著影响ZK30镁合金的表面微观形貌和力学性能。当往复挤压道次增加时,合金的晶粒会慢慢细化。当ZK30镁合金往复变形道次大于8次时ZK30镁合金的力学性能变化不大。故为了提高ZK30镁合金的力学性能,采用往复变形道次大于8次的往复挤压工艺。

往复挤压参数控制对镁合金表面形貌的影响

为了改善可用于变速箱壳体制造的AZ80镁合金的表面形貌,提高其力学性能,采用光学显微镜等分析手段,分别评价不同往复挤压参数对AZ80镁合金表面微观形貌的影响。结果表明,合金表面的微观形貌与往复挤压道次密切相关,且晶粒尺寸随着往复挤压变形温度的降低而显著细化,均匀度也不断提高。

纯铜纳米晶切屑的等通道转角挤压块体成形工艺

通过有限元和试验相结合的方法,探究等通道转角挤压试验中挤压道次对由挤压纳米晶纯铜切屑制备的纯铜棒料所受的等效应变、挤压载荷和平均等效应力的影响规律,研究在热压协同作用下挤压道次对纳米晶细化和纳米成形块体致密性的影响。结果表明:随着挤压道次的增加,试样的平均等效应变和等效应力逐渐增大,变形区的等效应变分布的均匀性降低,试样的硬度先增大后降低;随着挤压道次的增加,在低道次(<4道次)下挤压后试样的固化成形效果越好,在高道次(>4道次)下由于挤压试样受热和高压的作用,晶粒间难以融合固结,且材料出现的孔隙和裂痕增多,试样的变形抗力下降。

ZK60镁合金棒材ECAP过程有限元模拟分析

采用刚黏塑性有限元理论,在挤压温度为200℃、挤压速度为2 mm/s、背压强度为40 MPa时,对ZK60镁合金棒材进行四道次ECAP过程的数值模拟,观察棒材在四道次ECAP过程中金属流动情况,并分析棒材在四道次ECAP过程中应力场和温度场的分布和变化规律。

ECAP对Al-3Fe-0.3Sc合金组织性能的影响规律

在自制的等通道转角挤压(ECAP)模具中按Bc路径对Al-3Fe-0.3Sc合金方形棒料进行了不同道次的挤压变形,分析了挤压道次对合金微观组织、力学性能和电导率的影响规律。研究发现:ECAP变形后合金晶粒发生明显细化,晶粒呈现特定取向,长杆状铝铁相在剧烈的剪切变形条件下发生明显的破碎。合金经第1道次ECAP变形后抗拉强度由原始铸态的105 MPa升高至121 MPa,伸长率由5.7%大幅提升至25.7%,第2道次后抗拉强度和伸长率上升不明显。第1道次ECAP变形后合金的硬度由38.7 HV上升至53.5 HV,第4道次后上升至60.4 HV。电导率由铸态的42.9%IACS上升至第1道次的46.4%IACS,后续继续增加挤压道次,电导率基本保持不变。强度和电导率的提升主要是由于晶粒得到细化,发生的动态回复有利于变形过程中产生的高密度位错向亚晶界转变,减少了晶体中的空位缺陷。研究结果为铝铁合金的性能优化及实际应用提供了参考。

ECAE处理钛合金数值分析研究

通过等通道转角挤压法来细化晶粒是目前比较常用的方法,此法对室温下易成形材料应用较广,但对于难加工材料钛合金还处于研究阶段。传统实验法对钛合金等通道转角挤压时,工作量大、成本高。本文利用数值模拟技术分析了TC4钛合金在350℃、BC路径下1,2,4,8道次及在不同的初始挤压温度、摩擦系数及挤压速度下,等通道转角挤压过程中的载荷、温度场变化、等效应变场及微观组织的变化情况,结果显示,在挤压4道次、摩擦系数0.12及6mm·s-1的挤压速度下的晶粒细化效果较好。