等通道转角挤压(ECAP)工艺的研究现状

等通道转角挤压(ECAP)是一种大塑形加工技术,可细化合金组织,改善性能,提高材料的成形性。本文概述ECAP法的基本原理、剪切模式与变形规律,分析摩擦因素对变形的影响,综述中国在ECAP合金组织、性能方面的一些研究成果。

镁合金等通道转角挤压(ECAP)技术的研究和展望

综述了等通道转角挤压(ECAP)技术在镁合金上的研究进展,主要包括等通道转角挤压的技术原理、不同工艺参数的影响、显微组织特性和力学性能等方面,探讨了ECAP技术在镁合金上的研究热点,并指出了当前镁合金ECAP技术存在的主要问题及今后的发展方向。

基于等径角挤压(ECAP)的超细晶铸造镁合金制备研究

研究了铸造镁合金等径角挤压(ECAP)的原理与技术实施手段。通过设计ECAP模具的几何结构,研究了剪切应变累积效应的度量方法。通过对AM60镁合金铸锭单道次ECAP加工后光学显微组织的观察,讨论了模具几何结构条件(转角与背转角大小)对变形组织演化形态的影响。根据多道次ECAP试验的位移-挤压力关系曲线,考察了加工工艺条件(加工道次数、背压与加工速率)对变形组织形态的影响规律。分析了镁合金ECAP加工技术的试验和模拟方案。研究表明:AM60镁合金铸锭的ECAP变形组织形态较好地符合理论预测结果;多道次ECAP加工显著改善了AM60镁铸锭的微观组织;对于具有粗大晶粒的铸造镁合金而言,ECAP工艺能以机械化冶金方式制备其超细晶结构。

应用等通道转角挤压(ECAP)技术制备超细晶钛合金

等通道转角挤压(equal channel angular pressing,ECAP)是一种强塑性变形技术,能有效细化材料的微观组织,提高材料性能,改善难变形材料的成形性。简述了ECAP技术制备超细晶钛合金的原理和技术现状,分析了不同工艺参数对钛合金ECAP变形过程和材料性能的影响以及晶粒细化的微观机制。

细化晶粒的新方法——等径转角挤压

介绍了等径转角挤压(Equal-Channel Angular Pressing)这种细化晶粒的新工艺方法。分析了利用该方法所制备材料的微观结构以及各种工艺参数对材料微观结构和性能的影响。

ECAP等径角挤压变形参数的研究

等径角挤压 (EqualChannelAngularPressing ,ECAP)是一种利用纯剪切变形细化晶粒的大塑性变形加工方法 ,已引起人们的极大关注。给出了等径角挤压变形过程中的主要工艺参数 ,包括有效应变、模具角度、变形途径、挤压速度、挤压温度、挤压道次、剪切方向等的选择对纳米材料的结构与性能的影响 ,并评述了等径角挤压变形过程的有限元模拟结果。

基于ABAQUS的Ti5553合金等径转角挤压过程有限元分析

针对非等温条件下Ti5553合金等径转角挤压过程这一多因素影响的复杂问题,对不同的摩擦系数、挤压速度、挤压温度下,被挤压试样的应力大小和分布以及等效应变情况分别进行了研究,对Ti5553合金高温变形行为、有限元分析的关键技术、等径转角挤压的原理和方法进行了归纳,给出了Ti5553合金等径转角挤压过程有限元分析的模型参数,建立了等径转角挤压的三维模型,利用ABAQUS软件自带的点迹跟踪方法对不同摩擦系数、挤压速度和挤压温度下3个特征点的等效应变曲线的变化进行了跟踪。研究结果表明,试样在接近转角处时等效应变开始发生,并在转角处迅速增加到最大;随着摩擦系数、挤压速度的增加,等效应变发生时间均提前;P2点的等效应变受挤压温度和挤压速度的影响较大。

0Cr13铁素体不锈钢等径转角挤压变形与再结晶组织和性能

研究了0Cr13铁素体不锈钢经等径转角挤压(ECAP)变形和退火处理后的微观组织和力学性能。金相观察表明,变形态0Cr13钢经650～800℃退火1h后,内部形成平均晶粒尺寸为10μm左右的再结晶组织。同时,力学性能测试表明,退火温度对变形态0Cr13钢的力学性能影响显著,随退火温度由650℃升高到800℃,再结晶组织的发展导致对应的强度、硬度下降,而塑性则逐渐改善。结果表明,优选的ECAP变形+700℃×1 h退火工艺,可使实验钢获得最佳的强度-塑性配比。

等径转角挤压的超硬铝合金的电化学腐蚀

应用电化学测量技术,研究了等径转角挤压(ECAP)变形后的超硬铝合金AA7075在0.1 mol.L-1NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:同道次ECAP状态下,随着挤压温度的升高,AA7075的自腐蚀电位和点蚀电位负移,耐腐蚀性能降低;而在相同ECAP挤压温度下,随着挤压道次增加,AA7075的自腐蚀电位和点蚀电位正移,耐腐蚀性能提高。

等径转角挤压制备细晶材料研究进展

综述了等径转角挤压制备细晶材料的加工工艺方法。同时,介绍了等径转角挤压的技术工艺原理、变形特点与变形过程,目前国内外研究进展情况等。

LPSO相调控对ECAP挤压Mg-Y-Zn-Al合金组织和力学性能的影响

针对含18R-LPSO相铸态Mg-Y-Zn系合金塑韧性差、变形后力学性能提高有限的问题,研究了固溶、铸态+ECAP挤压和固溶+ECAP对Mg-3.74Y-1Zn-0.5Al(at%)合金力学性能的影响。结果表明,固溶处理诱发18R→14H-LPSO相转变、Al(Y,Zn)相化合物颗粒破碎细化,改善了合金的塑性,但强度几乎不变。铸态+ECAP挤压导致18R-LPSO和Al(Y,Zn)相破碎,并诱发大量α-Mg晶粒发生再结晶。固溶+ECAP挤压使14H-LPSO相弯曲或扭折变形、细小Al(Y,Zn)颗粒均匀分散,仅少数α-Mg晶粒发生再结晶,其强度、塑韧性远高于铸态+ECAP挤压合金的。良好强度、塑韧性匹配的14H-LPSO相的大量形成、α-Mg基体再结晶被抑制及细小Al(Y,Zn)颗粒的均匀分散是其性能提高的主要原因。

等径角挤压（ECAP）工艺的研究进展

文章论述了等径角挤压这种大塑性变形工艺的研究进展，主要包括等径角挤压的工艺原理、剪切变形特征、不同工艺参数对显微组织和材料性能的影响，并对ECAP方法涉及的材料作了简要介绍。

等径角转角挤压处理GCr15钢摩擦磨损机制研究

对经ECAE处理的GCr15钢进行摩擦磨损机制分析,发现晶粒显著细化,磨粒尺寸随之减小,这样两接触摩擦表面间的磨粒压入软基体的深度也降低了,摩擦磨损过程中摩擦表面磨损体积减小就会使试样的磨损量显著减小,从而使GCr15钢试样的耐磨性能大大提高。

Ti-6Al-4V合金等径转角挤压有限元分析

运用点迹跟踪法对Ti-6Al-4V合金进行600°C等温条件下的等径转角挤压有限元模拟,探讨其跟踪点的等效应力、等效应变及温度场,分析挤压速度和摩擦系数对挤压过程的影响.结果表明:试样越靠近模具内角点部位的应变率带越狭窄,变形时间越短,则应变率越高;靠近模具内角点或外弧线处的变形过程不稳定且出现振荡;在挤压过程中,因塑性变形热使得试样内部温度急剧升高,最高升幅达100°C以上,对挤压有利且至关重要;在挤压模具转角处,速度和摩擦热对试样的应力场和温度场的核心区域分布影响显著.

新型近等径转角挤压设计及其有限元分析

设计了一种近等径转角挤压机制,利用有限元法对其进行模拟,并与同等条件下转角挤压模拟进行对比.结果表明:在不降低平均应变水平的前提下,近等径转角挤压可以在稳定变形区有效均化等效应变分布,并提高靠近圆弧段的等效应变,降低甚至消除转角挤压带来的等效应变层化效果;在不显著改变挤压力的前提下,等径转角挤压可以减少初始挤压时对模具的振动冲击,从而有利于模具保护.

AZ91镁合金管转角扩径分流挤压成形工艺分析及模具设计

根据目前扩径挤压技术存在的问题,提出了一种新的镁合金管转角扩径分流挤压技术。扩径挤压的管材外径大于挤压坯料的外径,而传统的挤压管材外径小于挤压坯料外径。扩径分流挤压方法可实现小直径坯料挤压大口径管材,可降低挤压力以实现小吨位设备挤压大口径管材。还可利用转角剪切变形增加预焊合金属变形量,提高镁合金再结晶程度,提高生产效率,节约成本。设计了转角扩径分流挤压模具,并通过有限元法分析了AZ91镁合金扩径分流挤压成形过程。结果表明,整个挤压过程中金属流动顺畅,无折叠和充填不满等缺陷;通过控制工艺参数可控制温升在合理范围内,经过转角变形后等效应变达9.0左右,焊合室内焊合压力可达230 MPa,完全满足焊合要求;在所研究的参数范围内,焊合压力随着挤压速度的增加先增加后减小,随着挤压温度的增加焊合压力逐渐减小。

等径角挤压2A12铝合金超细晶组织结构研究

使用Φ=90°和ψ=30°的挤压模具在室温下对2A12铝合金进行了8次等径角挤压,成功制备了晶粒尺寸为200nm左右、具有大角度晶界的块体超细晶材料,并且采用HitachiS-800透射电镜,研究了挤压过程中2A12铝合金的组织结构及其变化。结果表明挤压一次后,晶粒内位错密度急剧增加,形成位错纠缠,晶粒细化效果最明显;挤压前分布在α-Al基体上的针状第二相Al2Cu和颗粒状Al2Cu Mg,在剪切力的作用下,针状Al2Cu变成颗粒状,弥散分布在α-Al基体上,Al2CuMg颗粒因晶粒细化进入了晶界位置,而且在以后的挤压中,这些化合物颗粒大小基本保持不变。继续挤压,位错逐渐由晶内移动到晶界上,在晶界上形成胞状组织,最后逐渐变成了清晰的小角度晶界或大角度晶界,从而实现组织的超细化。

铝合金等径角挤压和多向压缩变形中析出相的回溶研究

利用透射电镜(TEM)研究了等径角挤压(ECAP)和多向压缩(MAC)两种强塑性变形方式对Al-Cu合金中θ′相变形过程中演变。结果表明,随着应变量的增加,析出相先是与基体失去位向关系,随后破碎、回溶。在相同应变量下,MAC变形使析出相回溶的速度明显高于ECAP变形。应变引起析出相回溶受界面反应型回溶机理和界面弯曲效应机理共同作用。

等通道转角挤压对L2工业纯铝力学性能的影响

利用等通道转角挤压(ECAP)技术挤压工业纯铝L2,探讨了挤压次数对其力学性能的影响。结果表明,随挤压次数的增加,L2的抗拉强度和硬度得到显著提高,抗拉强度可提高95%,硬度提高70%。挤压1次后,其伸长率由40%下降至15%,此后伸长率基本保持稳定。

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1μm。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1μm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。