AZ31镁合金连续变断面挤压变形行为及组织演变

采用大变形量的连续变断面循环挤压工艺对铸态AZ31镁合金进行不同道次的挤压变形,分析了其在变形到断裂过程中的受力情况和微观组织变化。研究表明:随着变形次数的增加,铸态AZ31镁合金晶粒不断被细化,10道次变形后,晶体内的不均匀变形被消除,粗大的晶粒全部变为细小的等轴晶,晶界上的第二相和杂质也均匀地分布在晶粒间;变形过程中发生了动态再结晶,原始粗大晶粒在形成细小等轴晶的同时仍能保持原有晶体位置的遗传性;变形过程中主要以孪晶为主,锥形裂纹末端为沿晶和穿晶结合型断裂,侧面为单一型穿晶断裂,并且裂纹两边显微组织存在较大差异性。

连续变断面挤压成形方法的研究*

本文通过对连续变断面挤压成形的现有各种方法对比研究, 指出了各自的局限性。首次提出并在实验室实现了以液压伺服控制的方式进行连续变断面挤压成形, 通过计算机设定连续变断面的特征参数, 以纯铝为研究对象, 实现了断面由大到小、由小到大的一次和二次曲线的连续变断面挤压过程。研究结果表明: 本研究所开发的连续变断面挤压成形方法, 工艺稳定, 尺寸精度控制可靠。

连续变断面循环挤压对TC4合金组织的影响

研究连续变断面循环挤压变形道次、变形温度、变形速度对TC4合金组织的影响。结果表明：在临近再结晶温度变形时，随着变形道次的增加，晶粒的细化程度随之增加；而在较高温度变形时，随着变形道次的增加，晶粒的细化程度先增大后减小，且6道次的细化效果较佳。随着变形温度的升高，由于再结晶的作用，晶粒的细化程度先增大再减小，且在800℃变形时，细化效果较佳；提高变形速度有利于晶粒的细化，但当变形速度过高时，组织分布的均匀性较差。当TC4合金在800℃以2mm／s经6道次变形后，初生α相尺寸由14gm细化至2～3μm左右，且组织分布较均匀。

纯铝1A85连续变断面循环挤压过程的组织演变

采用连续变断面循环挤压法对纯铝1A85进行挤压变形,并考察了组织的演变。宏观变形组织显示,晶粒在变形过程中反复拉长、压扁而破碎,逐渐趋于均匀。用TEM分析循环挤压过程中的组织变化特点,铸坯挤压2循环后,平均晶粒尺寸为1.5μm,挤压8循环后,平均晶粒尺寸为750nm。结果表明这一方法能够制备出超细晶材料。

连续变断面循环挤压AZ31镁合金的微观组织与力学性能

采用连续变断面循环挤压技术(CVCE)对AZ31镁合金进行循环挤压。采用光学显微镜、电子拉伸机等设备,分析变形前及不同循环道次后AZ31镁合金的微观组织和力学性能。结果表明:AZ31镁合金经10循环CVCE后,平均晶粒尺寸由变形前25.3μm有效细化到5.5μm;伸长率提高到34.3%,抗拉强度下降到200MPa。由于晶粒细化效应,导致α相主要变形机制由1循环的孪生变为随后道次的位错滑移。抗拉强度的降低与挤压后(0001)晶面取向分布的分散性有关;伸长率的增大与晶粒细化和滑移面的激活有关。

连续变断面循环挤压与等通道转角挤压技术的工艺特征及其应用

分别论述了等通道转角挤压法与连续变断面循环挤压法这两种大塑性变形方法的工艺原理、工艺流程、模具结构、变形特征以及累积应变量与模具结构参数之间的关系;并系统介绍了这两种方法在制备纯铝、镁合金及钛合金细晶材料方面的应用,明确了连续变断面循环挤压法与等通道转角挤压法均是细化合金组织,提高材料强度、塑性等综合性能的有效途径。通过分析对比,提出这两种大塑性变形方法各自的优势和存在的问题,以及未来的发展方向。

连续变断面循环挤压工艺参数对TC11合金组织及显微硬度的影响

采用连续变断面循环挤压对TC11合金进行变形,研究了变形温度、变形速度、变形道次对其沿径向显微组织及硬度分布的影响。结果表明：在再结晶温度附近变形时,α相尺寸减小并呈等轴状,晶粒细化显著;而在较高温度变形时,晶粒细化效果变差。同时,变形速度对α相形貌影响较大,速度较低时,初生α相呈长条状,而当速度较高时,初生α相呈等轴状,且分布均匀。变形温度和变形速度对TC11合金沿径向的显微硬度分布有一定影响,试样经不同工艺参数变形后,同一试样沿径向的显微硬度值差异较小且分布较均匀,这与晶粒细化程度较好有关。采用连续变断面循环挤压制备TC11细晶材料时的较佳工艺参数为：850℃,5 mm/s,6道次,α相晶粒尺寸为4～4.5μm,且分布均匀。

连续变断面循环挤压与高压扭转对合金组织和性能影响的综述

论述了高压扭转工艺与连续变断面循环挤压法两种大塑性变形方法的工艺原理和工艺特点。并介绍了这两种方法在细化金属组织方面的应用。高压扭转工艺和连续变断面循环挤压都能明显细化晶粒,均是优化材料性能的有效途径。重点分析了连续变断面循环挤压过程中变形参数对材料组织及力学性能的影响。

连续变断面循环挤压TC4钛合金的变形模拟

采用Deform软件模拟TC4钛合金棒材以连续变断面循环挤压细化组织效果较好的一组参数:变形温度800℃,挤压速度2 mm/s,6道次循环变形时的应力场、应变场及温度场。结果表明,随着变形循环道次的增加,应变量随之增加,在圆柱坯料高度方向的中间区域等效应变分布较为均匀;对比同一变形循环的挤压工序与镦粗工序,挤压工序的等效应力稍大;此外,变形试样中心区域的温度较高且为大变形区,其原因是试样外表面与模具之间存在热交换而导致试样表面温度较低。但就整体而言,试样变形量分布还是相对均匀,这与其显微组织及显微硬度沿径向分布较均匀的试验结果一致。

连续变断面循环挤压对AZ31镁合金组织与力学性能的影响

采用连续变断面循环挤压技术及新型复合模具对AZ31镁合金进行挤压变形,分析织构演变和循环次数对AZ31镁合金的组织和力学性能的影响。结果表明:AZ31镁合金经过3次循环的变形,上下端平均晶粒尺寸由母材的29.4μm细化到6.1μm,显微硬度提高了18.4 HV,水平方向和轴向的抗拉强度均得到显著提高,轴向的伸长率得提高15.1%,并且宏观织构显示晶粒取向发生了定向转变。

轻金属连续变断面循环挤压最新研究进展

介绍了连续变断面循环挤压(Continuous variable cross-section recycled extrusion,CVCE)的工作原理,综述了该工艺在轻金属(铝合金、镁合金和钛合金)领域的最新研究进展,分析了连续变断面循环挤压过程中轻金属显微组织细化的机制,以及挤压工艺参数对显微组织的影响。通过对比试验说明了模具构造对AZ31镁合金显微组织细化程度的影响,并且指出了该工艺制备细晶材料的发展方向。

工艺参数对连续变断面圆柱体镦粗变形特征的影响

采用一种大塑性变形方法-连续变断面循环挤压法,研究材料在镦粗工序时的变形特征及金属流动规律,并就改善镦粗时的鼓形、失稳折叠现象进行理论分析。研究表明,沿着高向(轴向),材料由上向下依次变形,且直径增大幅度和厚度减小幅度均从上到下依次减小,是一种不均匀变形;面积增大是由于金属质点沿径向流动和侧面翻平叠加的结果。而镦粗工序就是利用这种设定的不均匀变形方法的"时空"特点,改善和消除圆柱体镦粗时产生鼓形及失稳折叠的不均匀变形。

连续变断面循环挤压工艺参数对TC4钛合金显微组织及硬度的影响

采用连续变断面循环挤压对TC4钛合金进行变形,研究变形工艺参数对TC4合金沿径向显微组织及显微硬度的影响。结果表明,随着变形温度升高,α相尺寸虽然变化较小但还是有一定程度的长大;变形速度对显微组织中初生α相的含量影响较小,但对其形态和晶粒尺寸的影响相对较大:低速变形时,初生α相呈长条状,而以较高速度变形时,初生α相晶粒呈等轴状,且晶粒有一定程度细化,这是由于在该变形条件下发生了完全动态再结晶;随着变形道次的增加,晶粒细化程度增加,当试样经6道次循环挤压后组织细化效果显著,由原始尺寸的10μm细化至4μm。变形温度及变形速度对试样沿径向的显微硬度分布影响较小,但循环道次却对其影响较显著,随着循环道次的增加,试样沿径向显微硬度值较高且同一试样上的差异较小、分布较均匀,这与组织得到显著细化及均匀化有关。

块体材料连续变断面循环挤压形状参数的优化

采用连续变断面循环挤压(Continuous Variable Cross-section Recycled Extrusion,CVCE)法对矩形截面的铸态铅块进行挤压和回复镦粗变形,研究了原始坯料高径比、挤压角度等形状参数对块体变形后的外部形状和内部金属流动规律的影响。结果表明:经CVCE工艺镦粗后的试样,由于金属的径向流动和侧面金属翻平的共同作用,导致上底面面积增大,这种变形自上而下依次渗透并逐层减少;坯料在竖直方向上受到挤压而产生的变形有传递的作用,自上而下,各层的压缩量逐渐减少。当挤压角度为6°、原始坯料高径比为1.83时,循环挤压回复到原始形状的效果最好,且制品表面质量更好,内部金属流动较为均匀。

细晶TC4钛合金两种本构模型的对比

采用Gleeble3500热模拟试验机,对经过连续变断面循环挤压制备的细晶TC4钛合金进行热模拟压缩,采用的变形温度为750~950℃,应变速率为0.001~10 s-1,变形程度为60%。根据实验所得应力—应变曲线采用Arrhenius方程和BP人工神经网络分别建立了经连续变断面循环挤压制备的细晶TC4钛合金的本构方程,并计算了两种本构方程的预测值与实验值的相关度和相对误差。结果表明,BP人工神经网络模型预测值更加精确,比较适合经连续变断面循环挤压制备的细晶TC4钛合金流动应力的数值模拟。

工艺参数对CVCE变形工业纯铝组织和性能的影响

采用连续变断面循环挤压(CVCE)工艺制备细晶工业纯铝,结合金属流动规律研究挤压角度和变形道次对变形工业纯铝组织和性能的影响。结果表明:随着挤压角度的增加,网格畸变程度和变形不均匀程度随之增加,θ=7°试样的晶粒细化程度远大于6°,但晶粒尺寸和晶粒分布不及6°均匀;随着变形道次的增加,累积变形量增大,晶粒被充分细化,θ=7°试样经3个循环变形后的晶粒尺寸被细化至10μm,是原始晶粒尺寸的1/10; CVCE变形工业纯铝由表面至芯部的网格畸变决定了硬度的分布是沿表面到芯部逐渐减小,并且随着变形道次的增加,θ=7°试样的硬度呈显著增加趋势,3个循环的显微硬度可达HV 105. 62,相比于原始试样提高了4倍。经CVCE变形后试样,横截面与纵截面上晶粒的形状和取向性完全不同,纵截面上原始等轴晶粒取向性逐渐削弱,横截面上原始粗大的柱状晶经过变形后,晶粒的取向性几乎消失。

细晶TC4钛合金的动态再结晶行为及数值模拟

采用实验和有限元模拟相结合的方法,研究了经连续变断面循环挤压制备的细晶TC4钛合金热加工过程中的动态再结晶(DRX)行为。通过实验得到的真应力-真应变曲线,建立了细晶TC4钛合金的临界应变模型和DRX动力学模型,并基于所建立的DRX模型,采用DEFORM-3D软件对其热压缩过程进行了模拟。结果表明:热压缩工艺参数对细晶TC4合金的DRX行为有显著影响;随着变形温度的升高和应变速率的降低,动态再结晶的体积分数(XDRX)及其晶粒尺寸均增大;随着应变的增大,变形区的等效应变和区域范围均增大;合金变形时,XDRX的实验值与其模拟值的相关性为0.9762,表明所建立的模型具有较高的精度。