差热-等通道转角挤压工艺对TZK镁合金微观组织与腐蚀性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、电化学、X光电子能谱分析等测试技术探究了差热-等通道转角挤压工艺(DT-ECAP)对Mg-5Sn-2Zn-0.5Zr(TZK)镁合金微观组织和腐蚀性能的影响。结果表明,当模具温度为300℃、试样保持室温时(DT-1),TZK镁合金晶粒和第二相显著细化,且第二相呈弥散分布。此外,在DT-1变形条件下,TZK镁合金在Hank′s溶液中呈现均匀腐蚀,腐蚀速率为1.161 mm·a^(-1),腐蚀电位与腐蚀电流密度分别为-1.38 V和5.916×10^(-6)mA·cm^(-2),合金耐蚀性能最优。而当模具温度为300℃、试样温度为200℃(DT-2)以及模具保持室温、试样温度为300℃(DT-3)时,合金中的第二相沿变形方向呈带状分布,且局部区域存在粗大的块状第二相,其在Hank′s溶液中的腐蚀以局部腐蚀为主。

上偏心距对等通道球形转角挤压影响的有限元分析

等通道球形转角挤压(Equal Channel Angular Extrusion With Spherical Cavity,ECAE-SC)是集耦合剪切应变和正应变于一体的新型复合大塑性变形工艺,具有复合、连续、高效变形等优点。偏心距作为该工艺模具结构的重要参数之一,对金属的成形过程和变形行为有着重要影响。本文以塑性性能较好的工业纯铝作为研究对象,利用DEFORM-3D有限元软件对不同上偏心距条件下的ECAE-SC单道次室温变形行为进行有限元模拟,分析了挤压载荷、金属流动、等效应变、平均应力等场量的分布及变化规律。结果表明,上偏心距对挤压载荷变化趋势的影响不大,稳定变形阶段下坯料的最大挤压载荷约为3.15 kN。随着上偏心距的增加,金属的流动性得到显著提高,填充效果更好。当上偏心距增大时,坯料可获得较大的应变累积和良好的变形均匀性。同时,坯料保持高静水压力状态的时间更长,这对于提高材料塑性变形能力,获得理想的晶粒细化效果十分有利。本文模拟条件下,当上偏心距为2.5mm时,坯料整体成形效果最好。

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。

等通道转角挤压(ECAP)工艺的研究进展

对等通道转角挤压技术的基本原理和近年来的最新研究进展进行综述.对挤压过程中晶粒细化机理和变形机理、影响挤压效果的因素分析认为,降低挤压温度、增加背压、减小入口摩擦并适当加大出口摩擦可以有效增加材料组织的均匀性.认为ECAP加工后材料内部大角度晶界数的增加导致变形机制的改变,晶界滑移导致晶粒转动趋势的增加,这2方面的原因是产生超塑性的主要原因.提出从单晶材料的织构层面揭示材料的微观组织演变及定量计算多晶体的宏观性质是今后的研究方向.

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。

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。

等通道转角挤压过程中材料的受力及变形均匀性

利用DEFORM-3D软件对纯铝和纯铜的ECAP过程进行模拟,得到不同挤压路径和模具内角时材料的载荷变化和等效应力、应变分布规律.结果表明:模具内角对材料变形所需载荷有显著作用;内角度数越大变形越易进行,但不利于变形量的累积,90°时材料受力较为均匀.不同挤压路径对材料的变形均匀性影响也不同,Bc路径能最有效地提高材料变形均匀性.

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。

65Mn钢的等通道转角挤压变形

研究了65Mn钢的等通道转角挤压(ECAP)变形,C方式650℃下ECAP变形中,65Mn钢中的渗碳体以周期性弯曲变形、周期性剪切变形、剪切断裂等形式协调ECAP的强烈塑性变形。ECAP使65Mn钢中的渗碳体可以表现出很强的塑性变形能力—观察到最大切变形达到1.9的等效真应变。由于渗碳体的强烈塑性变形,在其内部导入了大量的晶体缺陷甚至亚晶界,为后来渗碳体的加速溶解和球化打下了基础。

变形温度对镁合金等通道转角挤压晶粒尺寸演变影响的有限元模拟

目的研究变形温度对AZ31B镁合金等通道转角挤压(ECAP)过程中晶粒尺寸演变的影响。方法建立AZ31B镁合金动态再结晶和晶粒长大数学模型,采用Fortran语言编写晶粒演变子程序,并通过商用有限元软件MARC的二次开发接口,建立耦合微观组织演变的AZ31B镁合金等通道转角挤压有限元模型,研究变形温度对等通道转角挤压过程应变场、再结晶百分数和晶粒尺寸的影响规律,并与实验结果进行比较。结果随变形温度从200℃增至400℃,原子热激活效应增强,再结晶百分数从75.37%增加至99%,平均晶粒尺寸从6.67μm增加至25.7μm,且晶粒尺寸分布均匀性增大,但是200℃变形的ECAP试样出现开裂。结论在250~300℃温度区间内进行ECAP变形,有助于获得细小均匀的微观组织,同时避免出现变形开裂。

基于大变形和变形均匀性的S型等通道双转角挤压工艺

采用数值模拟和实验验证的方法对一种S型等通道双转角挤压(S-ECDAE)过程进行分析和研究。对比分析了S-ECDAE挤压变形与单道次和双道次单转角ECAE挤压变形过程。结果表明,S-ECDAE第1个转角高应力区最大应力值稍高于单转角ECAE最大应力,第2个转角高应力区的最大应力值高于第1个转角的最大应力。单道次S-ECDAE挤压应变与双道次单转角ECAE挤压应变的累积效果相当,但S-ECDAE的应变均匀性更高。S-ECDAE挤出坯料横截面沿宽度方向上的应变随着模具转角的增大而增大。转角为60°时,S-ECDAE挤出坯料中心应变约是单道次单转角ECAE的2.2倍。综合考虑变形效果和均匀性,模具转角取60°,模具外角取20°最佳,S-ECDAE过渡段长度取与模具通道宽度相当的尺寸较合适。

等通道转角挤压加工中聚合物剪切塑性变形行为分析

结合挤压负荷-行程曲线,采用视塑性试验方法研究了聚丙烯在等通道转角挤压过程中的剪切塑性变形行为,并分析了屈服负荷随挤压工艺条件和聚合物种类而发生变化的情况。结果表明:剪切塑性变形发生在模具通道的相交面处;塑性变形响应由模具通道的内角处开始,向模具外角处扩展,形成完整剪切变形带后发生塑性屈服;聚丙烯的剪切屈服负荷随着挤压温度的升高而明显降低,而挤压速度对其影响不显著;不同聚合物抵抗剪切变形的能力也不同,其剪切屈服负荷因聚合物种类而异。

等通道转角挤压过程塑性变形行为的研究

等通道转角挤压工艺是一种利用纯剪切变形获得块状超细晶材料的新技术。本文采用坐标网格法进行实验,获得了力-行程曲线和试样网格的变化,并应用Deform-3D有限元软件数值模拟了5052铝合金挤压塑性变形过程,将挤压后的实验结果同模拟结果进行比较,两者吻合较好,以此为基础,分析了挤压变形力和等效应变的分布规律,探讨了塑性变形的行为。

等通道转角挤压AZ61镁合金的塑性变形行为

为了确定等通道转角挤压对AZ61镁合金塑性变形能力的影响,针对经过二道次和不同路径等通道转角挤压的AZ61镁合金在不同试验温度和应变速率下进行了拉伸试验,并对相应的变形机制进行了分析.结果表明,在200～300℃之间,采用路径A和路径C等通道转角挤压的AZ61镁合金的伸长率随试验温度的升高而升高,而采用路径BC等通道转角挤压的AZ61镁合金的伸长率则随试验温度的升高而降低,其中经过路径BC等通道转角挤压的AZ61镁合金在200℃时伸长率可达272%,呈现出良好的低温超塑性;等通道转角挤压AZ61镁合金的塑性变形机制为晶界扩散控制的晶界滑移机制.

不同路径下等通道转角挤压变形规律研究

采用Deform软件探究4种不同路径(A、BA、BC、C)对6063铝合金等通道转角挤压变形的影响规律,通过4种路径4道次的等效应变分布特征,分析不同路径对等效应变的大小与均匀性的影响以及其形成原因。利用等通道转角挤压实验,验证了6063铝合金各路径下变形模拟结果的准确性。结果表明,试样中心横截面等效应变值顺序为:A路径> BA路径> BC路径> C路径,变形均匀性系数顺序为:A路径> BA路径> BC路径> C路径,纵截面等效应变均匀性顺序为:BC路径> C路径>BA路径> A路径。因此从变形效果来看,A路径是最佳选择;但若考虑材料整体的均匀性,需采用BC路径进行挤压。

圆形工件等通道转角挤压应变分布和塑性变形区的三维有限元分析

利用三维有限元方法模拟了圆形工件的等通道转角挤压过程,分析了工件上应变分布情况,其与理论值和二维模拟的结果符合较好。通过对稳定变形阶段塑性变形区的分析,探讨了应变分布不均匀的原因,所得结果有利于理解工件变形过程和优化工艺设计。

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。

等通道转角挤压工艺研究进展

概述了等通道转角挤压(ECAE)工艺的基本原理和影响因素,介绍了ECAE在模具设计和工程应用研究方面的新进展,指出了目前存在的问题,并对今后的发展方向作了展望。

等通道转角挤压7075铝合金动态再结晶组织晶粒度预报

采用等通道转角挤压(ECAP)对7075铝合金试样进行挤压,利用有限元软件对ECAP的连续动态再结晶组织晶粒度进行预报,采用有限元和实验相结合的方法,研究不同挤压道次对7075铝合金A路径ECAP过程组织晶粒度的影响。模拟结果表明,经过一道次、二道次和四道次A路径ECAP后试样中心区域的晶粒尺寸分别为24.8μm、20.2μm、16.7μm,晶粒随着挤压道次的增加不断细化。通过金相定量法计算可得一道次、二道次和四道次A路径ECAP实验后试样中心区域的晶粒度分别为26μm、20μm、16μm,与有限元预报结果吻合良好,最大误差小于5%,证明基于连续动态再结晶模型的有限元预报准确性较高。

MB15合金等通道转角挤压组织模拟和实验分析

采用等通道转角挤压（ECAP）对MB15合金试样进行挤压,利用有限元软件DEFORM-3D进行ECAP晶粒组织模拟,探索采用有限元模拟与实验分析相结合的方法,研究镁合金ECAP成形过程的晶粒组织变化规律。模拟结果表明：数值模拟后试样从头部P1处、中部P2处到尾部P3处的晶粒组织细化程度明显减小,平均晶粒尺寸从初始的13.32μm减小到2.3~3.1μm;采用ECAP方法进行一道次挤压,试样的平均晶粒尺寸从13.32μm减小到2.2μm。对比数值模拟与实验分析结果表明：两者在晶粒细化程度上吻合良好。