Al-5Ti-B合金等径角挤压变形过程的数值模拟

运用有限元模拟等径角挤压过程(ECAP),分析了试样的变形条件与模具的受力状态和金属的流动规律。材料的变形主要集中在模具两个通道的拐角处,变形梯度较大。在ECAP过程中不可避免产生末端效应,因此试样应该足够长,以便能够产生一个稳定变形区,从而获得良好的挤压效果。挤压速度对等径角挤压的影响不大,考虑到挤压效率的影响,应采用较高的挤压速度。     

铋粒子相在大变形过程中对晶粒细化的影响（英文）

通过背散射电子衍射(EBSD)研究Al-8Zn和Al-6Bi-8Zn两种合金经5道次室温等径角挤压(ECAP)过程中的组织演变和晶粒细化行为。经过5道次等径角挤压,两种合金都形成了超细晶粒。然而,Al-6Bi-8Zn合金的晶粒明显小于Al-8Zn合金,这说明在等径角挤压过程中铋粒子对晶粒细化有明显的作用。通过测定等径角挤压后两种合金的硬度发现,经5道次等径角挤压之后,Al-6Bi-8Zn合金的硬度高于Al-8Zn合金。此外,讨论了铋粒子在等径角挤压过程中对变形行为及最终合金强度的影响。     

材料等径角挤压法发展新趋势

材料等径角挤压法(ECAP)有着相对简单的制备工艺及较好的细化效果.综述了块体纳米材料等径角挤压制备技术的工作原理,并分别介绍了新发展的连续等径角挤压方法,如旋转模具ECAP技术、多级连续ECAP法、板材连续剪切变形法、ECAP-Conform新技术等,并对连续等径角挤压法的应用前景进行了展望.     

ECAP及二次挤压对ZK60镁合金变形过程的模拟与验证

采用Deform-3D软件模拟了ZK60镁合金关于等通道角挤压(ECAP)及二次挤压的变形过程并进行试验验证。研究了ECAP和二次挤压对晶粒细化效果的影响,讨论了ECAP和二次挤压过程中材料流动和变形均匀性以及挤压载荷和有效应变的变化规律。模拟结果表明,在275～300℃进行ECAP,再在150℃下进行二次挤压,试样可以获得较大的分布均匀的应变,从而获得良好性能的超细ZK60镁合金。试验所得晶粒细化的结果与模拟结果符合。     

SiCp/Al复合材料等径角挤压工艺研究

研究了等径角挤压(ECAP)工艺对喷射沉积SiCp/7090Al复合材料显微组织和力学性能的影响.结果表明,ECAP温度对变形行为的影响明显,SiC颗粒在剪切应力的作用下得到破碎,破碎的SiC颗粒之间产生的空洞在较低温度下难以被基体合金填充;提高等径角挤压温度至350 ℃以上时,破碎的SiC颗粒之间的空隙逐渐被基体填充、粘合,并可在一定范围内随基体合金流动,其分布均匀性明显提高,因此在本试验条件下最佳ECAP温度为400 ℃.以Bc路径进行ECAP时的力学性能优异,经过4个道次的变形后,获得等轴晶粒,晶粒尺寸为400 nm.     

圆形挤压件等径角挤压过程有限元模拟

等径角挤压(ECAP)是一种利用纯剪切变形获得块状超细晶材料的方法。利用非线性有限元软件对纯铝的ECAP变形过程进行了数值模拟,获得了等效应变和等效应力分布规律,为今后的研究打下基础。     

等径角挤压模具对超细晶材料显微组织的影响

论述了等径角挤压（ECAP）制备超细晶材料工艺的研究进展，介绍了ECAP的技术原理和工艺特点，着重分析了ECAP模具对ECAP细晶材料的显微组织的影响．优化ECAP模具结构。     

基于位错演化模型纳米晶块体材料晶粒的演变

利用试验及数值仿真方法研究了工业纯铝在等径角挤压变形过程中晶粒的尺寸变化。数值仿真过程引入位错演化模型,对纯铝等径角挤压过程中晶粒尺寸的演化进行了模拟。研究结果表明,基于位错演化模型,经4道次剪切变形仿真后纯铝出现纳米级晶粒。数值仿真结果与试验对比显示,两者结果一致,说明利用数值仿真可以预测等径角挤压块体材料晶粒尺寸的演变过程。     

铅的等径角挤压模拟实验分析研究

为了研究高温条件下难变形合金等径角挤压(ECAP)的变形状况,运用Deform软件数值模拟和物理模拟的方法研究了多道次ECAP铅挤压的金属流动过程。结果表明,采用压缩实验获得的材料本构关系可以有效地减小数值模拟误差;物理模拟挤压过程中模具通道内壁侧边的毛刺对材料的最大挤压载荷有很大的影响;在上1道次冲头堵塞通道时,下1道次的最大挤压载荷比上1道次大20%。     

NiTiNb合金等径角挤压时的变形行为及微观组织演变规律研究

研究了等径角挤压(ECAP)对NiTiNb合金的变形行为和微观组织演变规律,并分析了挤压道次对组织的影响。结果表明,挤压过程中载荷先增大后迅速降低,4道次变形后,(Ti,Nb)2Ni硬脆相完全消失。此外,TiNi基体相经ECAP变形后明显细化。     

ECAP制备超细晶生物医用钛及钛合金的研究进展

钛及钛合金由于质轻、弹性模量低、生物相容性佳和骨整合性优异,已成为应用最广泛的生物医学金属材料之一。然而,较低的塑性、耐腐蚀性能和耐磨损性能限制了其发展和应用。剧烈塑性变形被认为是对金属材料最有效的晶粒细化方法之一,其中,等通道转角挤压（ECAP）是制备块状超细晶（UFG）/纳米晶金属材料的常用技术。通过ECAP变形,可以制备具有优异综合性能的UFG钛及钛合金。本文综述了生物医用UFG钛及钛合金的ECAP制备方式,着重讨论了ECAP变形对钛及钛合金的组织、力学性能、耐腐蚀性能和耐磨损性能的影响,分析了钛及钛合金的ECAP变形机制和晶粒细化机制,提出了通过ECAP变形结合传统塑性加工和变形后热处理来进一步优化钛及钛合金综合性能的想法。     

等通道转角挤压制备超细晶材料的最新研究进展

等通道转角挤压(Equal channel angular pressing,ECAP)方法是制备性能优异超细晶材料最常见的大塑性变形方法之一。模角、挤压路径、挤压道次、挤压温度和挤压速度等因素都会影响等通道转角挤压制备超细晶材料的性能;等通道转角挤压的模具也在不断地优化,如背压-等通道转角挤压(Back pressure ECAP,BP-ECAP)模具、可加热的模具以及在等通道转角挤压基础上形成的板材连续剪切技术等,这些新的模具可以改变ECAP变形过程中的组织均匀性。本文综述了等通道转角挤压制备超细晶材料的最新研究进展,并指出了几个需要深入研究的问题及方向。     

Effect of soft Bi particles on grain refinement during severe plastic deformation

Two aluminum alloys, Al–8Zn and Al–6Bi–8Zn were subjected to equal channel angular pressing (ECAP) up to 5 passes at room temperature. The microstructural evolution and the grain refinement behavior of these alloys were systematically studied by electron backscatter diffraction (EBSD). After 5 passes of ECAP, ultrafine grained microstructures formed in both alloys. However, the grain structure in the Al–6Bi–8Zn alloy is much finer than that of Al–8Zn alloy, showing that the soft Bi particles have a strong influence on enhancing the grain refinement during ECAP. The strengths of the ECAP-processed materials were measured by hardness test and it showed that after 5 passes of ECAP, the hardness of the Al–6Bi–8Zn alloy was higher than that of the Al–8Zn alloy. The effects of soft Bi particles on the deformation behavior during ECAP and the final strength of the Al–6Bi–8Zn alloy were discussed.     

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.     

等通道转角挤压过程中fcc金属的微观结构演化与力学性能

系统总结了面心立方(fcc)金属材料在等通道转角挤压(ECAP)变形后的晶粒细化、微观结构演化规律和力学性能.根据ECAP变形的特点,利用具有特殊取向的Al单晶体和Cu双晶体,经过一道次ECAP挤压发现:材料在ECAP模具对角面附近发生严重塑性变形;除了沿模具对角面切应力的作用外,沿垂直于模具对角面的切应力也起重要作用.此外,通过设计特殊取向的Cu单晶体、Al单晶体和粗晶Cu-3%Si合金经过一道次ECAP挤压,系统研究了层错能、晶粒尺寸和晶体学取向对fcc金属形变孪生所需的孪生应力的影响.对具有不同层错能的Cu-Al合金进行多道次ECAP挤压表明,随着层错能降低,Cu-Al合金的晶粒细化机制逐步从位错分割机制转变为孪生碎化机制,最小晶粒尺寸逐步减小,具有较高或较低层错能材料比中等层错能材料更容易获得均匀的微观组织;Cu-Al合金的拉伸强度和均匀延伸率随着层错能的降低同步提高,即随着层错能的降低,Cu-Al合金的强度-塑性匹配性提高.     

连续等径角挤压制备超细晶铜

介绍一种制备超细晶材料的新技术———连续等径角挤压,它将连续挤压技术应用于制备超细晶材料的等径角挤压工艺,解决了传统等径角挤压不能制备大尺寸超细晶材料的问题,该技术对超细晶材料的推广应用具有重要意义。通过DEFORM3D对铜的连续等径角挤压过程的数值模拟,得到变形过程中金属的流动、应变场和温度场情况,并对不同变形速度和摩擦条件下的变形过程进行比较,得到优化的工艺参数,并以此参数进行实验。实验结果表明,连续等径角挤压后铜的硬度明显上升,连续等径角挤压3道次后,硬度趋于饱和;连续等径角挤压12道次后,铜的平均晶粒尺寸为400 nm。     

原始晶粒尺寸对ECAP变形纯钛组织性能的影响

室温下,对923 及1023 K退火1 h所得的不同原始晶粒尺寸的工业纯钛进行ECAP变形。通过TEM、EBSD、室温拉伸和显微硬度测试研究原始晶粒尺寸对ECAP变形纯钛组织性能的影响。探讨纯钛ECAP变形孪生行为和变形机制。结果表明,退火温度越高,原始晶粒尺寸越大。1道次变形后,1023 K退火纯钛的晶粒细化效果更显著。4道次变形后,923 K退火纯钛的组织更细小均匀。随着变形道次的增加,屈服强度不断增大,1道次变形后增幅最大,约为100%,且原始晶粒尺寸越大,强度增幅越大。纯钛ECAP变形机制包括位错滑移和孪生,原始晶粒尺寸越大,孪晶数量越多。     

等径通道挤压制备超细晶金属过程中后压力影响的有限元分析

使用有限元方法模拟在等径通道挤压过程中,后压力对材料塑性变形的影响,并对多道次挤压试验结果进行分析比较.结果表明:施加后压力可以有效提高材料每道次挤压的塑性变形程度和分布均匀性.在多道次挤压过程中,施加后压力可以大幅度降低晶粒最终细化尺寸,降低挤压温度来减小温度对晶粒细化效果的影响.