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。

7xxx铝合金等通道转角挤压研究进展

7xxx(Al-Zn-Mg-Cu)铝合金具有高比强度和耐腐蚀性,在航空航天和汽车工业中具有重要应用。等通道转角挤压(ECAP)技术因在不改变材料横截面尺寸的同时可通过反复变形产生超细晶组织,成为制备高强度铝合金典型工艺之一。综述了ECAP制备超细晶7xxx铝合金的相关研究进展,探讨了ECAP加工参数如挤压温度、次数、路径等对铝合金晶粒细化行为的影响;重点讨论了ECAP过程中铝合金微观组织结构变化及其对力学性能、耐腐蚀性能和耐磨性能的影响;并结合ECAP与其他强化工艺复合对微观组织和力学性能的影响,展望了超细晶高强度铝合金的研究方向。

等通道转角挤压后AZ31镁合金的微观结构与性能

为了进一步探讨细晶镁合金的制备方法与性能 ,采用模角φ =12 0°的模具、以BC路径对AZ31镁合金进行了等通道转角挤压试验研究 ,对挤压过程中各道次试样的微观结构及性能进行了分析测试 .结果表明 ,随着挤压道次的增加 ,晶粒得到不断细化 ,力学性能也发生显著的变化 ;当挤压 12道次时 ,总的等效应变量约为 8,晶粒得到显著细化 ,晶粒尺寸为 1～ 5μm ,但合金的抗拉强度变化不大 ,屈服强度则有所下降 ,约为 10 0MPa ,延伸率则提高到 4 5

不同路径等通道转角挤压镁合金的结构与力学性能

为了研究等通道转角挤压时不同工艺路径对镁合金微观结构及性能的影响 ,采用模角φ =12 0°的模具 ,以A ,BA,BC,C四种工艺路径对AZ31镁合金进行了等通道转角挤压 ,分析测试了室温下挤压试样的微观结构及性能 .结果表明 ,相比于A ,BA,C路径挤压 ,BC 路径挤压容易实现较多的挤压道次和变形量 ;多道次挤压后 ,镁合金的晶粒得到显著细化 ,力学性能也显著改善 ,但不同路径的影响不同 .当挤压 12道次时 ,BC,BA 路径挤压试样的屈服强度显著下降 ,延伸率大幅度提高 ;A ,C路径挤压试样的屈服强度变化较小 ,延伸率的提高幅度也小 .

双相合金Mg-8Li-1Al的等通道转角挤压 Ⅰ.挤压过程中的变形方式

以X射线衍射分析术为主要分析手段,探讨了双相合金Mg-8Li-1Al(质量分数, ％)在等通道转角挤压(ECAP)变形过程中的变形方式. α相在第1道次ECAP过程中主要的变形方式是{1011}〈1012〉孪生,在随后道次的ECAP过程中主要变形方式为位错滑移,变形方式的转变主要是由于ECAP造成的组织细化效应;对于β相,各道次ECAP的主要变形方式均为位错滑移.

等通道转角挤压下变形体长度对应力的影响及开裂判据分析

利用有限元软件ANSYS对2024铝合金等通道转角挤压((Equal-channel angular pressing,ECAP)过程进行计算模拟,得到等效正应力(VonMises应力)、切应力随变形体长度及下行位移的变化,结合ECAP试验,研究ECAP形变开裂的判据。结果表明,无论变形体长度及下行位移如何变化,等效正应力都小于材料的抗拉强度,而切应力则随着变形体长度的降低总体上呈下降趋势,当变形体的长度小于某一临界值时,计算模拟表明最大切应力小于材料的抗剪强度,样品开裂倾向大幅降低,二者相当吻合。研究结果不仅说明'最大切应力不大于材料抗剪强度'可以作为材料ECAP形变过程中不出现开裂现象的判据,而且也为材料的ECAP加工提供理性研究思路,即先实测材料的应力-应变曲线,然后基于上述判据对模具结构、材料预处理工艺及样品尺寸等进行优化设计。

等通道转角挤压过程中纯铜位错密度变化和力学性能

利用等通道转角法(Equal channel angular pressing)对纯铜进行挤压变形,研究变形过程中纯铜组织演变,分析位错密度及其相应力学性能变化规律,探讨层错能对组织演变的影响机理。结果表明:退火后纯铜在ECAP变形过程中由小角度晶界逐渐转变为大角度晶界,晶粒尺寸细化到5~10μm;随着挤压道次的增加,纯铜中位错密度显著增大,1道次时位错密度为0.16×1014 m-2,6道次后位错密度达到最大值,为0.41×1014 m-2,之后位错重组和湮灭使得位错密度在一定程度上减小;材料强度明显提高,塑性减小,退火后纯铜的抗拉强度为220 MPa,伸长率为53.5%,8道次后纯铜的抗拉强度为444 MPa,伸长率下降到22.1%;纯铜拉伸断口韧窝数量逐渐增多、变浅且分布均匀,断裂方式整体表现为塑性断裂。通过对组织演化和力学性能分析得出,纯铜作为中等层错能材料,同时具有低层错能和高层错能金属的一些变形特征。

等通道转角挤压Al-Mg_2Si合金的组织与性能研究

研究Al-Mg2Si合金经250℃等通道转角挤压后的微观组织与力学性能。维氏硬度及拉伸力学性能测试结果表明:经4道次ECAP挤压后,Al-Mg2Si合金的硬度、抗拉强度和延伸率均显著提高;8道次挤压后合金的塑性进一步提高,但其硬度和抗拉强度却有所下降。扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析表明:经ECAP挤压后,原汉字状或骨骼状Mg2Si相显著碎化,且挤压道次越多,Mg2Si相的破碎效果越明显,合金组织也不断细化。对合金经较多道次挤压后硬度及抗拉强度反而有所下降的原因进行了分析。

双相合金Mg-8Li-1Al的等通道转角挤压 Ⅱ.挤压后合金的室温拉伸性能

随着等通道转角挤压(ECAP)次数的增加,Mg-8Li-1Al(质量分数,％)合金的室温拉伸强度和塑性同时增加,对应1,2,3,4次ECAP,合金的屈服强度分别为169,185,196和198 MPa,延伸率分别为12％,14％,25％和27％.微观组织分析表明, ECAP方法在细化两相组织、提高合金强度的同时,还改善了α相组织的均匀性和等轴性,并使各晶粒间的取向差逐渐增大.这种处在非平衡状态的、具有较大取向差的晶界结构,在室温拉伸变形过程中可激活晶界滑移或晶粒转动等变形方式,进而使材料的塑性随道次增加而得到提高.

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。

等通道转角挤压纯铝的组织结构

研究等通道转角挤压方法挤压纯铝的组织结构。纯铝试样经过ECAE挤压 ,在通道转角处产生大的剪切塑性变形 ,使晶粒细化。ECAE前原始晶粒尺寸为 2 μm ,一次挤压后晶粒尺寸约为 1 2 μm ,多次挤压后晶粒不断细化 ,8次后尺寸达到0 .3 μm。同时 ,纯铝随挤压道次增加硬度提高 ,但挤压 3～ 4次后硬度趋于饱和。ECAE技术不仅能够控制晶粒尺度 。

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.

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。

金属材料的等通道转角挤压研究进展

本文综述了等通道转角挤压这种新的金属材料加工及晶粒细化工艺的研究进展 ,主要包括等通道转角挤压的技术原理 ,不同工艺路线的影响 。

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Mg-1Zn-2Nd合金的力学性能

试验研究了经过不同道次和路径等通道转角挤压的Mg-1Zn-2Nd合金的硬度及其在不同应变速率和试验温度下的力学性能,观察分析了等通道转角挤压Mg-1Zn-2Nd合金的拉伸断口形貌。结果表明,等通道转角挤压Mg-1Zn-2Nd合金在不同试验温度下的伸长率和屈服强度与挤压道次和路径以及所采用的应变速率密切相关;而且经过不同道次和路径等通道转角挤压的Mg-1Zn-2Nd合金在拉伸加载条件下呈现典型的韧性断裂特征,采用4道次路径C等通道转角挤压的Mg-Zn-Nd合金在300℃时的伸长率最大为381.8%。

等通道转角挤压对镁铝硅合金组织性能的影响研究

以不同硅含量(0.5%、1.5%)的Mg-Al-Si合金为原料,在自制的120°转角的等通道转角模具中,以Bc路径进行多道次等通道挤压实验,研究挤压工艺对镁合金组织及力学性能的影响。实验发现:在料温为400℃,模具温度为380~400℃时,可以挤压出宏观无裂纹,外形完整,微观组织趋向均匀且存在Mg2Si相的试样;与原始铸态尺寸50~100μm相比,随挤压次数增加,多次挤压后晶粒明显细化,并且组织更加均匀。从力学性能对比发现,挤压后试样的硬度、抗拉强度和伸长率随挤压次数增加明显增加;拉伸断口呈韧窝状,随着挤压道次的增加,韧窝尺寸减小,韧窝数量增多,塑性增加。

铝粉烧结材料等通道转角挤压组织性能演变

对不同路径和不同道次下铝粉烧结材料的等通道转角挤压工艺进行了试验研究,用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电镜分析了粉末烧结材料在不同工艺条件下的晶粒细化规律和致密行为,并测量了挤压后试样的密度和硬度等性能.结果表明,等通道转角挤压工艺对粉末烧结材料具有很强的致密效果和细化效果,可显著提高其力学性能.在单道次变形中,大剪切塑性变形和高静水压力状态是粉末烧结材料获得良好的致密效果的关键;在多道次变形中,变形量的累积和不同的剪切特征不断地改变内部的孔隙形状,使内部基体材料进一步致密.而晶粒的细化效果则取决于变形中的静水压力、变形量和剪切特征等关键因素.