等通道变形高纯铝的显微组织与力学性能

采用光学显微镜和透射电镜研究了室温下高纯铝(纯度99.999 5%)经不同道次等通道变形后的显微组织,并对其进行了拉伸性能测试。结果表明:等通道变形可使高纯铝的晶粒显著细化,并出现了动态回复和动态再结晶;2道次等通道变形后,高纯铝的屈服强度和抗拉强度达到最大,分别为25.68 MPa和61.61 MPa,随后出现了应变软化并最终趋向一个定值;1道次后伸长率最小(35.88%),而后逐渐增大,12道次后又接近于退火态的伸长率(63.80%);应变软化现象与高纯铝在等通道变形中发生动态回复和动态再结晶有关。

纯铝T型等通道变形有限元模拟研究

对纯铝T型等通道变形(T-ECAP)进行了三维DEFORM有限元模拟分析和实验验证,研究了摩擦系数和挤压速度对载荷-位移曲线、应力应变分布的影响规律。随着摩擦系数的增加,T-ECAP变形最大载荷增大,模拟载荷-位移曲线与实测曲线的变化趋势基本一致,分析了实测结果偏离模拟结果的可能原因。变形区的等效应力数值大于其他部位,挤压速度对变形区中的最大等效应力影响不大。等效应变主要分布在变形区和坯料底部的中心区域,且最大等效应变集中在坯料底部的中心区域。

等通道转角变形与固溶处理对铸态7085铝合金微观组织的影响

在室温下对铸态7085铝合金实施了道次等效应变约为0.5的等通道转角变形(Equal-channel angular pressing-ECAP),对其夹杂物的分布、碎化和合金的硬度进行了考察;并对铝合金进行了470℃/2h+480℃/2h+490℃/2h+淬火三级固溶加T6时效处理。结果表明,ECAP加工将几乎呈连续分布的AlFeCu夹杂物折断碎化并分散开,明显提高了合金的致密性、抗蚀性,并引入了大量位错于铝合金中,提高硬度的幅度达到55.9%;固溶加时效处理后铝合金组织更加致密均匀夹杂物也明显的减少。由的试验结果说明了ECAP+强化固溶+低温人工时效是提升常规7085铝合金的强度、制取超高强铝合金的一条十分有效的途径。

等通道转角变形对铸态3003铝合金夹杂物的影响

本文在室温下对铸态3003铝合金实施了道次等效应变约为0.5的等通道转角变形(Equal-channel angular pressing-ECAP),对其夹杂物的碎化、分布和合金的硬度进行了考察。结果表明,第1道次的ECAP加工将合金内部的粗大(长5-15μm、宽1-2μm)且几乎呈连续分布的夹杂物(AlFe(Mn)Si)折断碎化(长1-3μm)并初步分散开,引入大量位错至合金中,提高硬度幅度达66.7%。后续的2-4道ECAP加工将夹杂物分散均匀,但对夹杂物的碎化和硬度影响很小。本文的试验结果说明了ECAP作为一种细化铝合金内部AlFe(Mn)Si夹杂物并使之分布均匀的工艺方法的可行性。

回火对等通道角变形FeCoV合金组织的影响

用透射电镜研究了等通道变形(ECAP)的FeCoV合金在不同回火温度的组织变化。结果表明,4道次ECAP变形FeCoV合金经回火后发生纳米尺度相析出。其析出过程是首先在原来的等轴状亚晶晶界、细板条晶界上析出大的碳化物颗粒,大的碳化物颗粒中析出小的碳化物颗粒和纳米尺度析出相。随着析出的进一步进行,纳米尺度析出相所占的比例逐渐上升。随着回火温度的升高,纳米尺度析出相发生长大现象。沿挤压面(S面)析出的效果好,析出相分布密度高;沿侧面(L面)析出效果较差,大部分析出区域只发生大的碳化物颗粒析出小的碳化物颗粒的过程,纳米尺度析出相所占的比例不大,且纳米尺度析出相迅速发生长大。

等通道转角道次对铝锶中间合金连续挤压的影响

针对铝锶合金的连续挤压,通过有限元模拟和试验,研究了不同道次转角的等通道模具对挤压变形的影响。模拟结果表明:随着等通道模具转角由一道次增加到三道次,应变的最大值由8.4增大至13.1,最高温度由518℃升高到582℃,挤压轮扭矩提高了80%。试验结果表明:采用二道次90°转角的等通道模具,Al4Sr相的尺寸受到应变和温度的共同作用,先稍有增大,后进一步减小;最终产品Al4Sr相的细化效果为a路线>b路线>c路线,出口截面Al4Sr相尺寸细化至7~10μm,较常规模具挤压细化程度明显提高。

等通道挤压变形结合中间退火制备Al-7Mg合金的组织、硬度演变及热稳定性(英文)

在室温条件下采用Bc模式等通道挤压变形（ECAP）结合中间退火方法制备二元Al—7Mg合金。经6道次ECAP变形后，该材料硬度高达HV218。透射电镜（TEM）表征揭示该Al—7Mg合金的晶粒得到明显细化。经5或6道次变形后得到的超细晶组织平均尺寸为100～200nm。X射线衍射分析表明Mg主要以固溶原子的形式存在。因此，由于Mg偏析或析出相造成的可能强化影响均忽略不计。经6道次ECAP变形后的A1-7Mg合金的高硬度主要来自于晶界强化，大约占总强度的41％，其次，位错强化及Mg原子的固溶强化分别约占总强度的24％和35％。此外，通过测量硬度变化研究了该A1—7Mg合金的热稳定性。结果表明在250℃退火处理时该材料相对稳定，然而当温度升至300℃时，该Al—7Mg合金的软化趋势明显加快。

等通道挤压大变形条件下原子的快速扩散行为研究

采用等通道挤压(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)作为大变形手段,通过Ag-Pb互不相溶体系在ECAP和平衡态两种条件下原子扩散行为的对比,研究大变形条件下原子扩散行为。结果表明,ECAP条件下原子的热激活扩散系数高出平衡态1～2个数量级,揭示了大变形条件下原子快速扩散行为的存在。

T型ECAP变形纯铝微观组织与力学性能研究

在室温下对工业纯铝进行T型等通道挤压变形(T-ECAP),研究了挤压速度(5、12、60、120、180mm/min)和挤压道次(1道次、2道次、4道次)对纯铝微观组织与力学性能的影响。结果表明:不同挤压速度下,1道次挤压变形可以将晶粒细化到1μm以下,但是微观组织存在不均匀性;随着挤压道次的增加,晶粒逐渐细化,4道次时晶粒大小为350nm。在试样的纵向中心位置,显微硬度呈现"两端高,中间低"的漏斗状分布;随着挤压道次的增加,漏斗状的硬度分布逐渐减弱,4道次挤压变形后,硬度逐渐趋于均匀。挤压速度180mm/min时,拉伸强度呈现反常的Hall-Petch关系。随着挤压道次的增加,伸长率逐渐增大,2道次挤压变形后,拉伸强度趋于平稳。

轧制和ECAP变形对Cu-Cr-Zr合金显微硬度的影响研究

对固溶态Cu-Cr-Zr合金进行了等通道挤压(ECAP),研究了ECAP变形对固溶态Cu-Cr-Zr的显微硬度的影响。然后对合金进行了轧制,研究了轧制前后Cu-Cr-Zr合金的硬度。结果表明:材料的显微硬度随着ECAP道次的升高而增强。轧制后,相同道次ECAP变形Cu-Cr-Zr合金显微硬度有明显的提高。

强化固溶态2024铝合金ECAP加工后的拉伸性能

在室温下对经强化固溶处理的2024铝合金实施了等效应变为0.5的等通道转角挤压(ECAP),将强化固溶、形变、时效和晶界细化四者有机结合,制备出超高强铝合金,其硬度、屈服强度、伸长率分别高达约191 HV,610 MPa和13%.强度结构关系的定量计算表明,ECAP变形过程中所引入的位错,其对强度提升的贡献高达整个强度提高值的62.2%.研究结果还表明,强化固溶→低温ECAP变形→低温人工时效是提升常规铝合金的强度、制取超高强铝合金的一条有效途径.

超细亚晶粒铝合金的强化机理

在室温下对经过时效处理的2024铝合金实施了等效应变为0.5的等通道转角挤压(ECAP)变形,将形变强化、时效强化和晶界细化强化有机结合,制备出超细亚晶粒铝合金,其硬度、屈服强度、伸长率分别约达100 HV,130 MPa和31%.分析探讨了超细亚晶粒2024铝合金的强化机理.研究结果表明,屈服强度的实测数值和理论计算所得十分吻合,由此证明,过时效态2024铝合金经ECAP加工后,其屈服强度主要取决于基体的屈服强度,并且主要由位错强化、亚晶界强化、晶界强化和晶格摩擦应力等4部分组成.

等通道角变形对搅拌铸造SiC_P/AZ91复合材料显微组织与室温性能的影响

采用搅拌铸造法成功制备了SiC_P/Mg(AZ91)复合材料并对铸态复合材料进行了等通道角挤压变形(Equal channel angular pressing,ECAP)。结果表明,搅拌铸造态SiC_P/AZ91复合材料的基体组织致密,颗粒与基体结合良好,没有出现宏观团聚;SiC_P大部分聚集在晶界附近区域并呈"项链状"分布。ECAP变形可以有效地消除铸态SiC_P/AZ91复合材料中的SiC_P"项链状"分布,并且随着ECAP道次的增加,SiC_P分布更加均匀;在ECAP过程中,SiC_P发生了一定断裂但并不明显。SiC_P/AZ91复合材料基体晶粒随着变形道次的提高而逐渐细化。基体晶粒细化以及SiC_P分布均匀化是SiC_P/AZ91复合材料屈服强度和抗拉强度随着道次提升而逐渐增加的主要原因。

退火温度对ECAP变形高氮奥氏体不锈钢力学性能的影响

为研究等通道转角挤压(ECAP)+退火对高氮钢力学行为的影响,室温条件下对高氮钢进行1道次ECAP变形,之后分别在700、800、850、900℃下对不同N含量的试验钢进行退火处理,分析其力学性能变化规律。结果表明:高氮钢随着退火温度的升高,屈服强度和抗拉强度整体上呈下降的趋势,塑性随退火温度的升高而上升;不同状态高氮钢的抗拉强度与均匀延伸率之间都呈现了传统的强塑性之间的矛盾关系,随N含量的增加,呈现强度和均匀延伸率同步提高的趋势;高氮钢ECAP+低温退火后的拉伸断口呈现沿晶断裂形貌,随N含量的升高,沿晶断裂倾向更加明显。

大应变条件下铝锶中间合金连续挤压组织演变

将连续挤压与等通道模具相结合,通过有限元模拟、金相显微镜、X射线衍射仪和透射电子显微镜分析大应变条件下铝锶中间合金微观组织的变化机制。结果表明:等通道模具中等效应变最大值可达16,出现在经过第一转角外角的a路径上,对Al_(4)Sr相细化效果最好,各路径对Al_(4)Sr相的细化作用为:内侧a路径>中间b路径>外侧c路径;采用这种一模双孔的挤压方式,可以使进料口中心粗大的Al_(4)Sr相粒子经过等通道模具中应变最大的a路径,使其得到有效细化,最终使得产品中心和边缘的Al_(4)Sr相均得到有效细化,尺寸约为4.5μm。透射电镜观察表明,经过大塑性变形后,由于累积应变值增加,微观应变增大,Al_(4)Sr相内部位错缠结交割,形成位错墙,与外部位错相互作用,使Al_(4)Sr相粒子断裂碎化,对Al_(4)Sr相粒子产生了显著的细化效果,同时由于界面能的增大,促使Al_(4)Sr相出现少量回溶。

超细晶粒高碳钢微复相组织及性能

在650℃采用等通道角挤压变形(ECAP)方法对原始组织为层片状珠光体的T8钢进行了Bc方式(每道次挤压后,试样按同一方向旋转90°进行下一道次挤压)的4道次变形,获得了晶粒尺寸在亚微米量级的超微细复相(α+θ)组织,其中等轴铁素体晶粒尺寸约为400 nm,球化完全的渗碳体颗粒粒径约为150 nm。微拉伸实验和SEM断口观察表明,经过4道次ECAP变形后,超微细复相组织的抗拉强度相对于原始珠光体组织而言有所下降,从867 MPa降至819 MPa,但屈服强度显著提高,由479MPa增加到664 MPa,相应的整体伸长率和断面收缩率分别从4.5%、5.2%增加到18%、31%,硬度值变化不明显;超微细复相组织的断口形貌由大量细小的韧窝构成,为典型的韧性断裂,而原始珠光体组织断口形貌则由河流花样组成,呈脆性解理断裂特征。