等截面通道角形挤压对高纯铝微观组织及力学性能的影响

采用等截面通道角形挤压技术对高纯铝进行室温大塑性变形 ,通过不同角度模具沿路径 A组合挤压 ,实现了高纯铝的晶粒细化 ,晶粒尺寸可达 0 .6 μm以下 ,且硬度和屈服强度显著增加。微观组织分析表明 :不同角度模具组合挤压可以得到不同的剪切平面组合 ,使得相邻两次挤压剪切平面的夹角为 75°,从而使得高纯铝在相对较小的塑性变形情况下得到超细晶粒结构 。

模具外角和内角对等通道角挤压的影响的有限元分析

等通道角挤压(ECAE)工艺受模具外角和模具内角的影响较大,为此利用有限元分析方法对该工艺过程进行了模拟。结果表明:模具外角主要影响等效应变分布的均匀性,对等效应变值的大小影响不大;模具内角主要影响等效应变值的大小,对等效应变分布的均匀性影响较模具外角小;随着模具外角的逐渐增大,模具拐角变形区域逐渐变大,变形机理由纯剪切变形变为剪切变形和弯曲变形相结合的复合变形;随着模具内角的逐渐增大,模具拐角变形区域基本保持不变,变形机理由纯剪切变形变为弯曲变形;模具内角较模具外角对加载载荷的影响更为显著。

等通道转角挤压对纯铜组织细化的作用

采用高速冲压,对纯铜进行等通道转角挤压(ECAE),利用透射电镜(TEM)观察和扫描电镜的背散射电子衍射(EBSD)分析,研究了应变速度对强烈塑性形变组织细化的作用,讨论了大角晶界超细晶粒的形成机理。结果表明,极快的应变速度可以显著增大大角晶界的百分数达76%,并使晶粒进一步细化,达到0.23μm。

等通道转角挤压AZ31镁合金的工艺参数影响

文章通过AZ31镁合金的等通道转角挤压(ECAE)实验研究不同工艺参数的影响,确定了最佳的挤压温度和保温时间。根据建立的有限元分析模型模拟分析了等通道转角挤压过程中摩擦应力的变化规律,并将理论分析结果与实验结果进行了对比分析。结果表明,挤压温度、保温时间和摩擦因数若选择不合适,容易造成挤压失败。加热温度过低或保温时间过短会导致试样断裂或出现裂纹;加热温度过高或保温时间过长容易导致试样被压缩。挤压过程中试样与模具表面会产生较大的摩擦应力,该应力的大小及分布区域随着摩擦因数的增加显著增加。

模具外角对等通道转角挤压纯铝变形过程的影响

模具外角对等通道转角挤压(ECAE)变形过程影响较大,文章利用有限元软件(MSC.Marc)模拟研究了模具外角对ECAE过程中等效应变、变形机理的影响。模拟结果表明,模具外角Ψ>0°～30°的范围内,等效应变的分布较为均匀;当模具外角Ψ>30°时,等效应变的分布越来越不均匀;当模具外角Ψ=0°～90°范围内逐渐增大时,试样的变形机理由单一剪切变形逐渐变为剪切变形与弯曲变形相结合的复合变形行为。为了验证模拟结果,对大尺寸纯铝进行了等通道转角挤压实验(模具内角Ф=90°,模具外角Ψ=30°),纯铝实验应变值的分布与大小和模拟应变值的分布与大小近似吻合。由光学显微组织可知,经ECAE挤压一次后,变形试样组织较为均匀,晶粒得到一定程度细化。

高纯铝等通道转角挤压引起的微观组织变化

高纯铝经等通道转角挤压（Equal Channel Angular Extrusion/Pressing)后，其组织会发生显著变化，采用自制转角为ψ＝100°，ψ＝16°的挤压模具，在液压试验机上对晶粒直径为1．0mm的退火高纯铝实施挤压。挤压过程中的塑性剪切应变为1．57。平均一次挤压（N＝1）的等效塑性应变为0．912。在扫描电镜上利用背散射电子衍射（EBSD）和ECC新分析技术研究了等通道转角挤压对微观组织的影响，实验结果表明，经过一次挤压，许多原始晶界沿剪切变形方向伸直，等轴晶粒变成沿剪切方向排列的片层结构，晶内出现直径约1．0μm的大量亚晶，经过多次挤压的高纯铝试样在室温便出现再结晶，EBSD分析确定再结晶组织中存在的立方织构。

等通道转角挤压——提高材料性能的有效方法

等通道转角挤压法是能使块体材料得到超细晶粒的一种新的材料加工方法,目前受到材料研究者的广泛关注。简要介绍等通道转角挤压法(ECAE)的基本原理及通过该方法得到的有效应变量的主要影响因素。综述等通道转角挤压法研究和应用现状,同时展望该方法的应用前景。

等通道转角挤压对Mg-1Gd、Mg-2Zn二元合金组织及力学性能的影响

使用OM、EBSD等手段研究了等通道转角挤压(ECAE)对Mg-1Gd、Mg-2Zn2种二元合金组织和力学性能的影响。结果表明,在相同挤压条件下,Mg-2Zn合金发生完全再结晶,晶粒长大粗化,且强度塑性不随着挤压道次变化;Mg-1Gd合金则只发生了部分动态再结晶,组织为细小的动态再结晶晶粒和变形晶粒,伴随挤压道次的增加,再结晶程度提升,合金的抗拉强度与塑性增加了1倍。这与溶质原子Gd比Zn更能抑制再结晶和晶粒长大有关。Mg-1Gd合金的再结晶晶粒的取向分散,而未再结晶的晶粒c轴取向由ED向TD偏转45°,这与宏观织构的检测相互印证,晶粒内部产生大量的小角度晶界,小角度晶界两侧发生围绕c轴的转动。

ECAE法制备铜铝双金属复合棒材数值模拟与试验研究

利用Deform-3D有限元软件对铜铝双金属复合棒材室温4道次BC路径ECAE变形过程进行模拟,研究了金属流动、挤压载荷、等效应变以及平均应力的分布及变化规律;并在自行设计的模具上进行了试验验证,成功制备出铜铝双金属复合棒材,对变形材料进行了物理网格试验及组织性能测试。结果表明,ECAE工艺下铜铝双金属复合棒材内部存在剧烈剪切变形区,复合坯料由不稳定变形逐渐过渡为均匀协调变形,材料内部处于理想的三向压应力状态,静水压力较高,界面处金属结合紧密。4道次ECAE挤压后,铜铝双金属复合坯料整体变形相对均匀,平均累积等效应变量为4.49。随着挤压道次的增加,载荷峰值不断增加,同时复合坯料内部显微硬度不断升高,但包覆层增幅大于芯部材料。

Al-0.27Zr-0.064B实验合金的设计、熔炼及其变形特征

为研究等截面通道角形挤压过程中超细晶粒结构形成的机理及晶界变化过程 ,专门设计并熔铸了含微量Zr和B元素的Al 0 .2 7wt %Zr 0 .0 6 4wt%B合金 ,合金晶界上分布有大量的B2 Zr细小化合物颗粒 ,晶内几乎没有B2 Zr粒子。通过室温轧制、热锻以及随后的退火实验表明 ,B2 Zr具有很高稳定性 ,且再结晶后B2 Zr仍位于原变形后的位置 ,不随退火再结晶时新形成晶界的迁移而迁移 。

Effect of predeformation on semi-solid microstructure of ZK60+RE magnesium alloy

Microscopical techniques were used to provide the semi-solid microstructure evolutions of ZK60+RE alloys formed by compression and equal channel angular extrusion(ECAE), respectively. It is found that after compression and ECAE, as-cast microstructures exhibit an obvious directional characteristic. The predeformation exerts a significant influence on the formation of thixotropic microstructures during partial remelting. Coalescence and Ostwald ripening are operative in the semi-solid mixture for both compression and ECAE formed alloys. Furthermore, the degree of spheroidization of ECAE formed alloy is better than that of compression formed alloy in appearance.

ECAP路径对Al-10Mg-4Si合金组织及力学性能的影响

采用2A+4BA+2A混合路径对高含量Mg2Si的双相Al-10Mg-4Si合金在250℃进行ECAP8道次挤压来考察其对第二相颗粒分散及合金力学性能的影响,同时与BC路径挤压做对比。对铸态和挤压态合金采用SEM、TEM进行组织观察、室温拉伸试验进行力学性能测试。结果表明,2A+4BA+2A路径挤压使铸态合金组织明显细化、第二相颗粒均匀分布于基体、合金的力学性能显著提高,表明通过ECAP基本路径的组合来实现组织细化兼顾第二相均匀分散来进一步提高材料的力学性能是可行的。