等径弯曲通道变形(ECAP)的研究现状及发展趋势

等径弯曲通道变形 (equalchannelangularprocessing,ECAP)是使材料经受强烈塑性变形的一种加工方法 .本文介绍ECAP的国内外发展概况 ,对其方法和影响因素等做了概述 。

综采工作面回撤通道大变形机制及控制技术研究

通过研究末采期回撤通道覆岩结构及受力分析得出,增加回撤通道内支护强度,或者降低岩块间挤压力和回转岩块的长度可缓解回撤通道覆岩结构失稳的问题;随后分析了回撤通道合理布置位置,得出应将回撤通道布置在“悬臂梁”的保护之下。以岳南煤矿215102工作面回撤通道为工程背景进行数值模拟,分析模拟结果表明:优化支护方案在控制回撤通道塑性区以及非回采侧煤柱变形上更有优势。工业性试验表明,使用优化支护方案后,相比于215101工作面,215102工作面回撤通道大变形问题得到了有效缓解,证明该优化方案能够更好地实现工作面设备顺利安全回撤,可为类似地质条件下综采工作面回撤通道巷道围岩控制提供参考与借鉴。

3003Al-H14薄壁微小通道扁管波形冲压成形尺寸对截面变形的作用规律

薄壁微小通道波形扁管是建设新能源汽车锂电池组恒温系统的绝佳材料,成形尺寸是影响其冲压成形截面变形的关键因素。建立了实验验证的3003Al-H14微小通道薄壁扁管的波形冲压-回弹有限元模型。基于所建模型,研究了截面高度、管坯壁厚、内外面相对弯曲半径缩放系数等成形尺寸,对截面变形率和平均截面变形率的作用规律。研究发现:①横截面上边缘孔的截面变形率通常较大,其余孔的截面变形率相对较小且大小一致;纵截面上孔的截面变形率呈现波峰波谷高、中间段低的分布特点。②扁管的截面变形率随着截面高度增大而增大,当截面高度超过4 mm时,扁管内的筋显著弯折,横截面塌陷严重。③扁管的平均截面变形率随着壁厚增大呈指数函数下降;当壁厚等于0.1 mm时,所有截面都畸变严重,而当壁厚超过0.3 mm时,最大截面畸变率下降至24.71%。④内外面相对弯曲半径的缩放系数越大,则内外面的实际弯曲程度越小,平均截面变形率也越小。研究成果对薄壁微小通道波形扁管的精确成形具有科学意义和工程价值。

等通道转角挤压变形超细晶纯铜的组织与性能

在室温下采用BC路径(每道次挤压时将试样绕其轴线沿同一方向旋转90°)对T2纯铜进行4道次等通道转角挤压(ECAP),研究了不同道次ECAP变形前后纯铜的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能。结果表明:经过1道次ECAP变形后,纯铜内部形成粗大的条带状组织,与剪切应力方向呈30°~45°;经过4道次ECAP变形后,纯铜晶粒发生显著破碎与细化,出现了大量的超细等轴晶组织,平均晶粒尺寸约为0.96μm;4道次ECAP变形后纯铜的显微硬度与抗拉强度较未变形显著提高,增幅分别为43.8%和51.5%;随着ECAP道次的增加,纯铜的溶液电阻、电荷转移电阻和极化电阻均增大,开路电位和自腐蚀电位均升高,自腐蚀电流密度减小,耐腐蚀性能提升。

含联络通道地铁区间隧道扩挖形成新建车站施工过程的围岩变形分析

[目的]重庆轨道交通9号线邮轮母港站是将原区间隧道(含联络通道)进行扩挖施工而建成的地铁车站。该工程的地质条件、围岩初始应力场和原区间隧道结构均较为复杂,为确保施工安全,需要对施工过程中区间隧道的复杂力学行为进行分析研究。[方法]在简述该扩挖工程概况的基础上,建立了采用各向异性节理岩体弹塑性模型的三维有限元数值模型,进一步确定了该模型的几何特征、地层特征、结构特征及工序特征。选取了3条测线(联络通道中心线、左线大里程区间隧道中心线、右线小里程区间隧道中心线),分别对这3条测线上方的地面沉降,以及左线隧道、右线隧道的洞周变形进行分析,并将模拟值与实测值进行对比,以研究区间隧道扩挖施工过程中围岩和结构的变形特征。[结果及结论]对模型的模拟结果与施工实测结果进行对比后可认为所建模型具有合理性;联络通道扩挖施工会导致隧道洞周收敛变形明显增大,区间隧道原联络通道位置与施工主通道交汇处的洞周变形最大。应对联络通道内进行渣土回填,以确保隧道扩挖施工的安全、顺利实施。

红细胞在微通道中流动变形特征及医工应用

目的红细胞在储存过程或长周期循环挤压下会出现疲劳损伤,影响微循环血流动和输血疗效。探究典型疲劳损伤过程对红细胞几何形态、流动变形性能动态影响规律,为提高红细胞的输注疗效提供理论支撑。方法基于微管吮吸技术研究红细胞的几何特征(表面积、体积、球形度等)和力学性能(膜剪切模量和弯曲模量等),利用微流控芯片技术观察红细胞的流动变形特征,利用扫描电镜对红细胞膜表面形态进行成像并识别其细胞骨架结构。结果长周期循环挤压会对红细胞膜微结构造成影响,并进一步影响红细胞的几何形态(球形度增加、棘形/球形红细胞增多),致使其流动变形性能下降。通过系统分析红细胞在典型机械疲劳过程中的几何形态、力学性能和流动变形动态变化规律,探究了红细胞膜微观结构损伤对其力学及流动性能的跨尺度力学影响机制。结论明确了典型疲劳进程对红细胞质量变化及其对微循环过程的影响,为临床提高输血效果及降低输血相关的不良反应提供理论指导。

明挖高填方机场下穿通道变形缝防水施工技术探析

随着我国基础设施建设的快速发展,明挖高填方机场下穿通道在交通运输领域的应用越来越广泛。然而,由于施工环境复杂,变形缝防水施工一直是此类工程的难点。文章针对这一问题,以实际工程为例,首先介绍研究背景及工程概况,然后从混凝土浇筑、止水带施工、防水卷材铺设及开展闭水试验四个方面详细阐述明挖高填方机场下穿通道变形缝防水施工技术,以期为我国明挖高填方机场下穿通道建设提供技术支持。

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。

ECAP变形制备超细晶金属材料变形行为的研究进展

综述了等径弯曲通道变形制备超细晶金属材料变形行为的研究进展,重点介绍了等径弯曲通道变形制备的超细晶金属材料变形行为的研究方法及其不同于常规材料的力学行为、应变速率敏感性和超塑性,分析了超细晶金属材料的主要变形机理,进一步指出了变形行为及变形机理微观层次研究中存在的问题及发展趋势。

工业纯钛在120°模具中的多道次ECAP室温变形组织与性能(英文)

在室温,采用通道夹角为120°的变形模具对工业纯钛(Commercial Pure Titanium,CP-Ti)以Bc方式实施四道次ECAP(Equal Channel Angular Pressing)挤压变形,成功获得表面光滑无裂纹的变形试样。文中主要研究了工业纯钛在室温下进行ECAP多道次变形的组织结构演变,并测试了变形试样的力学性能。微观结构显示工业纯钛在室温下进行多道次ECAP变形时,只在前两道次产生了大量的变形孪晶,且随道次增加变形孪晶逐渐消失。最终获得的试样晶粒平均尺寸由最初的约28μm细化到约250nm,试样断裂强度和显微硬度分别提高到773和2486MPa,而试样仍保持较好的延伸率(可达16.8%)。

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。

等径弯曲通道变形制备超细晶低碳钢的热稳定性

用等径弯曲通道变形 (equal channelangularpressing简称ECAP)法制备出超细晶低碳钢材料 ,并在不同退火条件下研究其组织的热稳定性。研究表明 ,在 2 0 0～ 5 0 0℃之间退火时 ,材料组织处于回复阶段 ,其铁素体晶粒几乎没有长大 ,晶粒尺寸约 0 4 μm ;在 5 5 0℃退火时 ,铁素体组织由较大的再结晶晶粒和细小的未再结晶晶粒组成 ;在 5 5 0℃相同条件下退火时 ,变形试样中的渗碳体与热轧态试样中的渗碳体相比 ,前者球化能力明显增强 ;6 0 0℃退火时再结晶完成。

7475铝合金ECAP变形及组织热稳定性

研究 7475铝合金等径弯曲通道变形及组织的热稳定性。结果表明 ,5 2 3和 5 73K多道次BC 方式ECAP变形 ,7475铝合金真应变达～ 12 ,平均晶粒尺寸达到 0 3 μm和 0 5 μm。ECAP变形后获得的亚微晶组织 ,在 5 73K退火直到 8h、62 3K下退火1h、673K下退火 3 0min时 ,平均晶粒尺寸仍保持在亚微晶状态。试验条件下制备的亚微晶组织与室温ECAP组织相比 ,具有更好的组织热稳定性。

45钢等径弯曲通道变形及组织细化研究

研究了等径弯曲通道(ECAP)变形后45钢中先共析铁素体及珠光体组织的演变特征。结果表明,ECAP变形4道次后,片层状的珠光体组织演变成了超细的渗碳体颗粒均匀分布于亚微晶铁素体基体的组织。先共析铁素体由原始的平均晶粒尺寸约为30μm演变为大角度晶界分离的、平均晶粒尺寸约为0.4μm的超细晶组织。ECAP变形后,先共析铁素体首先在其内部会形成具有薄片层界面(LBs)的板条位错胞甚至亚晶组织。进一步变形时位错胞或亚晶可继续细化。再进一步变形时通过晶界滑移和晶粒旋转的方式可以获得具有大角度晶界分离的、等轴的超细晶组织。

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。

Zn-5Al合金的等径弯曲通道变形

研究了等径弯曲通道变形过程中Zn5Al合金的组织变化及其显微硬度变化。在变形过程中晶粒首先被拉长,分裂成条带组织,条带组织与晶粒内部缠结的位错发生作用形成位错胞,胞内位错进一步变形后在胞壁集结变为二维晶界,进而形成小角度的亚晶界或者大角度的晶界,使组织细化。TEM结果表明,在150℃的温度下,经过7道次变形后,Zn5Al合金的微观组织得到细化,平均晶粒尺寸在1.0μm以下。同时,合金的维氏硬度从72.5增加到83.8。

等径弯曲通道变形对T250马氏体时效钢的组织和性能的影响

采用等径弯曲通道变形(ECAP)工艺在室温下对固溶态的T250马氏体时效钢以C方式进行了2道次的变形,通过金相显微镜﹑透射电镜及力学性能的测试,研究了多道次ECAP变形对T250马氏体时效钢组织和性能的影响。结果表明,ECAP变形能获得较好的晶粒细化效果,经过2道次的ECAP变形后,马氏体板条变为更窄的带,板条宽度由原始的0.8μm减小到0.2μm,板条内位错密度增加,畸变严重。经2道次室温ECAP挤压变形后,马氏体时效钢的显微硬度从336.3 HV提高到419.8 HV,硬度提高24.7%,并且1道次挤压后硬度的增幅明显大于2道次。

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。

变形路径对ECAP变形影响的有限元分析

通过对不同变形路径等径弯曲通道(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)变形过程的数值模拟,获得了4种路径8道次ECAP变形的等效应变分布图,分析了挤压试样变形不均匀现象及其形成原因。结果表明,试样尾部与冲头的摩擦、头部未发生明显剪切变形是这两个部位变形程度低的主要原因,造成了ECAP变形的不均匀现象,而这两个部位的不同转移方式,又形成了各种挤压路径的ECAP变形差异。试样中间截面上平均等效应变排序为C>BC>A>BA,分别为10.416、10.358、8.669和8.530;试样中间截面等效应变不均匀程度的系数排序为C>BC>A>BA,分别为0.090、0.112、0.154和0.467。若追求细化效果应选择路径BC和路径C;如果追求试样材料整体均匀性,可以采用路径A。

H65黄铜ECAP变形规律和第二相取向演变的数值模拟

采用Deform-2D有限元软件模拟H65黄铜ECAP变形实验,分析H65黄铜ECAP变形规律及第二相取向的演变,并结合H65黄铜ECAP变形实验验证H65黄铜ECAP变形过程中第二相取向的演变.结果表明:ECAP变形过程可分为开始变形载荷逐渐增加,逐渐变形载荷增加迅速,变形稳定载荷一定范围内波动,退出变形载荷减小迅速4个阶段;试样中心的等效应变分布随挤压道次的增加而逐渐趋于稳定,并集中在试样的3~9 mm区域内;偶数道次挤压,可以获得等效应变较均匀的变形件;模具内角转角处是裂纹优先产生的地方.第二相取向的演变模拟与实验基本一致,即试样中心水平第二相,经奇数道次挤压后,大约与水平正方向呈约30°规则的分布在基体中;经偶数道次挤压后,心部和边部的取向各不相同.试样中心竖直第二相,各道次挤压后,取向基本保持不变.