• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      等通道轉(zhuǎn)角擠壓研究現(xiàn)狀

      2015-07-24 21:31:33王斌
      中國高新技術(shù)企業(yè) 2015年25期
      關(guān)鍵詞:顯微組織塑性變形

      摘要:等通道抓轉(zhuǎn)角擠壓(ECAP)技術(shù)是一種通過對材料進行劇烈塑性變形而獲得超細晶材料的方法,文章首先對國內(nèi)外ECAP技術(shù)的發(fā)展狀況進行了介紹,接著對其變形方法、變形后的顯微組織及性能進行了總結(jié),最后對其應用前景進行了展望。

      關(guān)鍵詞:等通道轉(zhuǎn)角擠壓;塑性變形;ECAP;超細晶材料;顯微組織 文獻標識碼:A

      中圖分類號:TG376 文章編號:1009-2374(2015)24-0031-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.24.015

      近幾十年來,通過劇烈塑性變形制備亞微米和納米級超細晶材料,改善材料的物理性能和綜合機械性能的方法得到了廣泛的研究和關(guān)注。在金屬的塑性變形過程中,晶粒會發(fā)生變形和破碎,大量晶粒具有某些晶向上的擇優(yōu)取向后會形成織構(gòu),從而使材料的某些性能發(fā)生變化。傳統(tǒng)的塑性變形由于受到變形量的限制,其對晶粒想的細化作用較為有限。劇烈塑性變形(Severe Plastic Deformation,SPD)技術(shù),因其可在材料外形尺寸改變不大的基礎(chǔ)上獲得很大的變形量,克服了傳統(tǒng)變形方法導致的材料厚度及直徑尺寸的大幅度減少,不適用于結(jié)構(gòu)件的弊端。

      1 ECAP技術(shù)研究的材料

      等通道轉(zhuǎn)角擠壓法首先由Segal和他的合作者在20世紀70、80年代提出,在20世紀90年代Valiev利用該技術(shù)獲得了超細晶的鋁合金材料,引起了世界范圍內(nèi)材料研究者對ECAP技術(shù)的興趣;隨后,人們利用該技術(shù)對包括純金屬,如Cu、Al、Ti等;合金,如H62黃銅,Ti-6Al-4V,Al-Mg,Zn-Al,Al-Zn-Mg-Cu超高強鋁合金等合金,以及金屬基復合材料在內(nèi)的多種材料進行了實驗,材料的性能都有不同程度的提高。目前,ECAP技術(shù)已經(jīng)由單純的學術(shù)研究向工業(yè)應用方向發(fā)展。

      2 ECAP的變形方式及晶粒細化機理

      等通道轉(zhuǎn)角擠壓(ECAP)是使棒料在一定的擠壓力作用下通過兩軸線成一定夾角的通道,使棒料發(fā)生純剪切變形(如圖1所示)。

      在經(jīng)過N次擠壓后,材料的總應變量為:

      式中,N為擠壓的道次;φ為模具的拐角,ψ為模具的外角,如圖1所示,為,的情況。

      等通道角變形細化組織時,坯件經(jīng)過通道的方向和次數(shù)是重要的參數(shù),目前主要有四種途徑,A途徑是指每次通過模具時坯件的取向不變;BA途徑是指每次通過模具時坯件的取向旋轉(zhuǎn)90°,連續(xù)兩次通過模具時旋轉(zhuǎn)方向相反;BC途徑是指每次通過模具時坯件的取向旋轉(zhuǎn)90°,連續(xù)兩次通過模具時旋轉(zhuǎn)方向相同;C途徑是指每次通過模具時坯件的取向旋轉(zhuǎn)180°,如圖2所示。

      在剪切力的作用下,粗大晶粒被粉碎成為一系列具有小角晶界的亞晶,亞晶沿著一定方向拉長形成帶狀組織,隨變形程度的進一步增加,最終使亞晶轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂写蠼蔷Ы绲牡容S晶,從而獲得超細晶材料。

      3 ECAP技術(shù)對材料晶粒細化的影響因素

      經(jīng)過多道次ECAP變形后的金屬,晶粒尺寸會有明顯的減小,晶粒的最終情況取決于模具拐角φ、擠壓方式、擠壓溫度以及擠壓速度等多個因素。

      3.1 模具拐角的影響

      由式(1)可知,在相同的擠壓道次時,較小的拐角φ可以獲得較大的應變量,當拐角較大時,雖然可以通過增加擠壓道次的方法來獲得與較小拐角相同的應變量,但其最終難以獲得大角晶界,產(chǎn)生超細晶粒。Nakashima K采用φ值分別為90°、112.5°、135°、157.5°的模具對純鋁進行研究,通過改變擠壓道次保證獲得相同的應變量,最終只有以90°和112.5°的拐角的擠壓在應變量為4時能夠產(chǎn)生大角晶界,其中,以90°拐角擠壓時最容易產(chǎn)生大角晶界。

      3.2 擠壓方式的影響

      如上文所述,對材料進行ECAP變形時,可以采用不同的變形路徑,其晶粒細化程度也不相同。一般來說, 按BC路徑進行擠壓變形時,晶粒在三個方向上都可獲得較大的變形,從而獲得最佳的細化效果。如邊麗萍等在對Al-10Mg-4Si合金進行ECAP研究時發(fā)現(xiàn),按BC路徑擠壓8道次后,合金的顯微組織由約為259nm的α-Al等軸晶和約356nm的Mg2Si顆粒組成;而經(jīng)過2A+4BA+2A路徑擠壓8道次后,α-Al晶粒被細化成平均尺寸約為的等軸晶,Mg2Si被細化成長約,直徑約370nm的棒狀,尺寸明顯大于按BC路徑擠壓8道次后的晶粒。

      4 ECAP對材料力學性能的影響

      4.1 對強度、硬度的影響

      在一般情況下,對材料進行塑性變形,隨變形程度的增加,材料會發(fā)生加工硬化,即出現(xiàn)強度、硬度升高而塑性、韌性下降的現(xiàn)象,也即是所謂的加工硬化現(xiàn)象。同樣,經(jīng)過多道次ECAP變形后,材料的強度、硬度也都會有顯著提高,例如退火態(tài)的純銅,其硬度為78.7HV、屈服強度為161MPa,經(jīng)多道次的ECAP變形后,其硬度可達185.3HV、屈服強度可達449MPa;退火態(tài)的1060鋁,其硬度為45.2HV、抗拉強度為90.2MPa,經(jīng)8道次的ECAP變性后,其硬度可達78.2HV、抗拉強度可達261MPa。

      4.2 對材料塑性的影響

      大部分材料在經(jīng)過ECAP變形后,相對于其他塑性變形方法,其塑性均會有一定程度的提高,如姜巨福等對AZ91D鎂合金進行ECAP變形后發(fā)現(xiàn),材料的延伸率由變形前的3.8%增加到變形后的10.5%,表現(xiàn)出良好的超塑性;徐德鵬在對1060鋁合金進行不同道次ECAP變形后發(fā)現(xiàn),1060鋁合金的延伸率在第一道次下降最多,由32%下降至16.6%,從第二到第五道次延伸率穩(wěn)定下降,而第五道次之后延伸率基本不變。

      5 ECAP的應用前景

      在傳統(tǒng)的塑性變形中,隨著變形程度的增加,材料的導電性和耐蝕性都會大幅度下降,而石鳳健等在進行純銅的反復墩壓實驗時發(fā)現(xiàn),純銅的導電率隨墩壓次數(shù)的增多而緩慢下降,經(jīng)15道次墩壓后純銅的導電率為91.7%IACS,相對于退火態(tài)純銅的導電率97.6%IACS下降了約6%,但其抗拉強度可達459.1MPa較退火態(tài)純銅的198.5MPa提高了131.3%;硬度由退火態(tài)的682.1MPa提高到1358.3MPa,提高量約為100%,這表明,可以通過劇烈塑性變形制備出具有較高強度、硬度,并有良好導電性的材料。ECAP技術(shù)作為一種通過劇烈塑性變形而獲得超細晶材料的技術(shù),如何通過擠壓或拉拔的方法獲得高強度高導電性的銅線,以便應用于高鐵等有劇烈摩擦場所的供電,是今后重要的研究課題。

      參考文獻

      [1] VALIEV R Z ,ISLAMGALIEV R K,ALEXANDROV I V Bulk nanostructured materials from severe plastic deformation[J]. Progress in Materials Science,2000,45(2).

      [2] 吳世丁,李強,姜傳斌,李廣義,王中光.銅單晶ECAE的剪切特征[J].金屬學報,2000,36(6).

      [3] 康志新,彭勇輝,賴曉明,李元元,趙海東,張衛(wèi)

      文.劇塑性變形制備超細晶/納米晶結(jié)構(gòu)金屬材料的研究現(xiàn)狀和應用展望[J].中國有色金屬學報,2010,20(4).

      作者簡介:王斌(1980-),男,山東青島人,青島理工大學講師,在職研究生,研究方向:機械工程。

      (責任編輯:陳 倩)

      猜你喜歡
      顯微組織塑性變形
      劇烈塑性變形制備的納米金屬材料的力學行為
      高速切削Inconel718切屑形成過程中塑性變形研究
      稀土對含鎳低碳鑄鋼組織和性能的影響
      稀土對含鎳低碳鑄鋼組織和性能的影響
      染色法與常用浸蝕法顯示EA4T組織的對比
      Fe含量對過共晶鋁硅合金組織及流動性的影響
      空化水噴丸工藝誘導塑性變形行為的數(shù)值模擬
      鈰元素對Fe—B合金組織和韌性的影響研究
      鉻系馬氏體鑄鋼軋輥材料組織和性能的研究
      橫向力對列車車輪踏面表層材料塑性變形的影響
      溧阳市| 江阴市| 深水埗区| 洛浦县| 嵩明县| 安福县| 伊春市| 天水市| 萝北县| 龙江县| 新兴县| 和政县| 泰兴市| 广丰县| 德保县| 陆丰市| 崇阳县| 万荣县| 武鸣县| 专栏| 交口县| 南澳县| 鸡西市| 宾阳县| 武山县| 永寿县| 环江| 都昌县| 枣阳市| 来宾市| 永登县| 岐山县| 会宁县| 铜山县| 射洪县| 栖霞市| 慈利县| 道真| 富宁县| 蓬安县| 阿克陶县|