纯铜粉末包套-等径角挤压工艺实验研究

针对粉末材料低塑性的特点,在室温条件下采用包套-等径角挤压工艺(PITS-ECAP)将纯铜粉末颗粒直接固结成高致密度块体细晶材料。结果表明,包套-等径角挤压工艺对粉末材料具有有效的致密和细化效果。4道次PITS-ECAP工艺变形后,试样X、Y、Z面均受到剧烈剪切作用,晶粒尺寸得到明显细化,显微组织呈细长条带流线状,且分布较为均匀;试样整体组织达到完全致密,平均显微硬度高达1 470 MPa。在PITS-ECAP工艺变形过程中,剧烈塑性剪切变形、较高静水压力和有效应变积累是保证粉末材料致密度大幅度提高以及显微组织有效细化的主要原因。

过共晶Al-Si20合金粉末包套-等径角挤压致密化行为

在500℃下采用包套-等径角挤压(PITS-ECAP)工艺将Al-Si合金粉末颗粒固结成高致密、块体细晶材料。结果表明,PITS-ECAP工艺对粉末材料具有强烈的致密化效果。1道次PITS-ECAP后,试样整体相对密度比初始预装粉致密度提高了50%;2道次PITS-ECAP工艺变形后,合金粉末初晶硅明显细化、整体致密化强烈,C路径能高效破碎组织中粗大板片状初晶硅,使晶粒尺寸变小,圆整度提高,分布均匀,粉末材料相对密度达95%,显微硬度值增加到220 HV25,初晶硅形状系数为0.64,致密化及初晶硅细晶化效果最好;A路径虽致密效果不好但有利于等温处理后的初晶硅细晶化,Bc路径产生的初晶硅细晶化、致密化效果较差。在PITS-ECAP工艺变形过程中,剧烈塑性剪切变形、较高静水压力和有效应变积累是合金粉末致密化、初晶硅细晶化的主要驱动因素。

纯钼粉末包套等径角挤压致密化行为

在500℃等温条件下采用包套等径角挤压(PITS ECAP)工艺将纯钼粉末颗粒直接固结成高致密、块体细晶材料。结果表明,PITS ECAP工艺对粉末材料具有强烈的致密化效果。1道次PITS ECAP使粉末之间发生颗粒重排、弹塑性变形等行为,材料头部区域和尾部区域的致密情况较差,试样整体相对密度约为87%,比初始预装粉致密度提高了33.85%;经过2道次C路径ECAP变形后,试样X、Y面均受到剧烈剪切作用,促使颗粒破碎、熔融、细化,近圆形孔隙被挤扁、焊合,组织均匀,试样的各变形区域的致密化进程加快,整体相对密度达96%,且主变形区域相对密度为99%,近全致密;同时显微硬度提高了137.93%。在PITS-ECAP工艺变形过程中,剧烈塑性剪切变形、较高静水压力和有效应变积累是粉末材料致密化的主要动驱因素。

纯铝粉末多孔烧结材料等通道转角挤压

以纯铝粉末多孔烧结材料为研究对象,在200℃下采用粉末包套?等通道转角挤压工艺制备了完全致密的块体超细晶材料,研究在挤压过程中3种路径(A、BC、C)对其组织和性能的影响。结果表明:在3种路径挤压下均实现了材料的晶粒细化与致密,其中路径BC和路径A的细化效果优于路径C的;以细化效果最佳的路径BC为例,初始平均粒径为46.8μm,相对密度为0.88的粗大等轴晶组织经过4道次挤压后得到平均粒径为1.5μm完全致密的超细晶组织,且屈服强度比初始时提高了两倍左右;3种路径下显微硬度与挤压道次的关系基本一致,即一次挤压后硬度比初始值提高了75%,之后随着挤压道次的增加,硬度增加趋于缓慢。