纯镁等通道转角微挤压成型工艺及摩擦效应研究

以99.95%的高纯镁为研究对象,借助有限元分析软件DEFORM对等通道转角微挤压(equal channel angular micro pressing, M-ECAP)过程进行数值模拟,优化等通道微挤压(简称M-ECAP)变形的成形工艺,讨论变形过程中的材料流动、挤压载荷变化规律、等效应力应变分布规律、摩擦效应对M-ECAP变形过程的影响。结果表明:试样等效应变趋于均匀,累积应变量增加,晶粒细小且均匀,塑性得到有效提高;随着摩擦因子的增大,载荷逐渐增大,最大等效应变变化不明显、最大等效应力小幅减小。     

等通道转角挤压Al-4%Mg-0.5%Ce合金的力学性能

为了确定等通道转角挤压对Al-4%Mg-0.5%Ce合金力学性能的影响规律，针对经过不同道次和路径等通道转角挤压的Al-4%Mg-0.5%Ce合金的硬度及其在不同应变速率和实验温度下的拉伸性能进行了研究，同时也针对等通道转角挤压Al-4%Mg-0.5%Ce合金的拉伸断口形貌进行了观察与分析.结果表明，等通道转角挤压可使Al-4%Mg-0.5%Ce合金的硬度由HB44提高到HB51.3，等通道转角挤压Al-4%Mg-0.5%Ce合金在不同实验温度和应变速率下的断裂伸长率和屈服强度主要取决于所采用的挤压道次和路径，经过不同道次和路径等通道转角挤压的Al-4%Mg-0.5%Ce合金在拉伸加载条件下呈现典型的韧性断裂特征，具有优异的塑性变形能力.     

等径转角挤压的超硬铝合金的电化学腐蚀

应用电化学测量技术,研究了等径转角挤压(ECAP)变形后的超硬铝合金AA7075在0.1 mol.L-1NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:同道次ECAP状态下,随着挤压温度的升高,AA7075的自腐蚀电位和点蚀电位负移,耐腐蚀性能降低;而在相同ECAP挤压温度下,随着挤压道次增加,AA7075的自腐蚀电位和点蚀电位正移,耐腐蚀性能提高。     

镁及镁合金等通道转角挤压研究进展及发展趋势

镁及镁合金属于HCP结构,织构和晶粒尺寸是影响其性能的主要因素.本文对近年来镁及镁合金等通道转角挤压（Equal channel angular pressing,ECAP）的研究状况进行了综述,介绍了ECAP过程中影响镁及镁合金织构的主要因素.根据晶粒细化机制的不同,从两方面介绍了ECAP工艺制备镁及镁合金超细晶、纳米晶的进展,即＂Bottom-up＂和＂Top-down＂法。最后,提出了镁及镁合金ECAP具有发展潜力的研究方向.     

模具参数对纯钛等通道转角挤压工艺变形规律影响的有限元分析

等通道转角挤压（Equal Channel Angular Pressing,ECAP）工艺能够通过材料的剧烈塑性变形,获得块状超细晶材料．等通道转角挤压（ECAP）工艺通过改变应变量大小及其均匀性对晶粒细化有着显著的效果．通过DEFORM-3D软件模拟纯钛等通道转角挤压过程,研究了不同模具参数对试样变形的影响规律,给出了不同模具转角、模具外转角和模具内转角半径对ECAP试样变形区等效应变的影响,为获得纯钛试样变形分布提供了有效的规律．     

2A12铝合金圆管分流模热挤压过程数值模拟

运用DEFORM-3D有限元软件,对高强度2A12铝合金圆形管材分流挤压工艺过程进行数值模拟,分析挤压过程中材料流动挤压力、应力场和温度场分布以及模具出口处金属流速的分布情况.结果表明:2A12铝合金坯料在经过工作带时,温度上升约50℃,最高温度524℃.挤压杆速度超过5 mm/s时出现管材向内卷曲及竹节管现象;坯料温度在470℃时,管材内表面至外表面应力分布最均匀,管材表面质量最好.确定2A12铝合金圆管最佳挤压工艺参数为挤压杆速度5 mm/s,坯料温度470℃,模具温度450℃.     

等通道转角挤压AZ81镁合金超塑性变形行为

等通道转角挤压是细化晶粒、提高镁合金性能的一种有效途径，研究等通道转角挤压AZ81镁合金的超塑性行为对其工程应用具有重要的意义.为此，采用路径A对AZ81镁合金进行了2道次等通道转角挤压，并通过超塑拉伸试验研究了等通道转角挤压AZ81合金在200～300 ℃温度范围内的超塑性变形行为.结果表明，在250 ℃下，当应变速率为1×10^-3 s^-1时，等通道转角挤压AZ81合金的伸长率达到了731%，表现出了相当好的低温超塑性.此外，塑性流变激活能的计算结果和超塑拉伸试样的表面形貌观察揭示，等通道转角挤压AZ81合金的超塑性变形机制为晶界扩散控制的晶界滑移机制.     

等通道转角挤压AZ61镁合金的塑性变形行为

为了确定等通道转角挤压对AZ61镁合金塑性变形能力的影响,针对经过二道次和不同路径等通道转角挤压的AZ61镁合金在不同试验温度和应变速率下进行了拉伸试验,并对相应的变形机制进行了分析.结果表明,在200~300℃之间,采用路径A和路径C等通道转角挤压的AZ61镁合金的伸长率随试验温度的升高而升高,而采用路径B、C等通道转角挤压的AZ61镁合金的伸长率则随试验温度的升高而降低,其中经过路径B、C等通道转角挤压的AZ61镁合金在200℃时伸长率可达272%,呈现出良好的低温超塑性;等通道转角挤压AZ61镁合金的塑性变形机制为晶界扩散控制的晶界滑移机制.     

等通道角度挤压对两种镁合金拉伸性能的影响

对两种广泛应用的镁合金ZK60和WE43进行了等通道角度挤压(ECAP),获得了具有细小晶粒的合金组织.对挤压后的两种镁合金分别在24～450℃的温度范围和5×10-2～5×10-5/s的初始应变速率范围进行了拉伸试验,确定了两种镁合金的拉伸性能指标与等通道角度挤压工艺参数、试验温度和应变速率之间的关系.结果表明,等通道角度挤压加工能显著改善两种镁合金的塑性.     

2A12铝合金电化学腐蚀行为研究

采取正交试验方法,利用极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)等电化学方法研究了2A12铝合金在不同溶液浓度、pH值以及温度的NaCl溶液中的腐蚀行为。试验结果表明,溶液浓度、pH值以及温度对2A12铝合金在NaCl溶液中耐腐蚀行为的影响依次为：pH值、温度、溶液浓度。2A12铝合金的耐腐蚀性能随着NaCl溶液浓度的增加而变差;NaCl溶液温度越高,腐蚀电流密度Icorr越大,合金耐腐蚀性能下降;溶液中性条件下,合金耐腐蚀性能最强,碱性条件下耐腐蚀性能最差;酸性条件下腐蚀电流密度Icorr随pH值的降低而增大,合金耐腐蚀性能减弱。     

Deformation Behavior and Microstructure Evolution during Equal Channel Angular Pressing of Pure Aluminum

The deformation behavior of equal channel angular pressing (ECAP) was discussed by using plasticity method.The node mapping method is employed to realize the analysis of multi-pass ECAP by using three-dimensional FEM methods for pure aluminum.The single-pass ECAP is a non-uniform shear deformation process in the cross-section of the workpiece.The uniform deformation processing routes are obtained during multi-pass ECAP process.In addition,the density of dislocations and defects of crystal lattic...     

T型ECAP变形纯铝微观组织与力学性能研究

在室温下对工业纯铝进行T型等通道挤压变形(T-ECAP),研究了挤压速度(5、12、60、120、180mm/min)和挤压道次(1道次、2道次、4道次)对纯铝微观组织与力学性能的影响.结果表明:不同挤压速度下,1道次挤压变形可以将晶粒细化到1μm以下,但是微观组织存在不均匀性;随着挤压道次的增加,晶粒逐渐细化,4道次时晶粒大小为350nm.在试样的纵向中心位置,显微硬度呈现“两端高,中间低”的漏斗状分布;随着挤压道次的增加,漏斗状的硬度分布逐渐减弱,4道次挤压变形后,硬度逐渐趋于均匀.挤压速度180mm/min时,拉伸强度呈现反常的Hall-Petch关系.随着挤压道次的增加,伸长率逐渐增大,2道次挤压变形后,拉伸强度趋于平稳.     

ECAP工艺细化铁基形状记忆合金研究

研究等通道转角挤压（equal channel angular pressing，简称ECAP）技术细化Fe基形状记忆合金。研究结果发现，300℃下Fe-17．8Mn-4．73Si-7．80Cr-4．12Ni（wt％）第一道次挤压力为78kN，与理论计算值70．6kN接近；第二道次挤压力上升明显，达到240kN。金相观察显示挤压后的合金晶粒沿剪切方向拉长，TEM分析显示700℃退火30min后再结晶形成0．3μm左右细小晶粒，与未挤压试样相比晶粒明显细化。ECAP挤压极大的提高了材料的力学性能，屈服强度由未挤压时220MPa提高到挤压后的890MPa；挤压后退火的合金恢复率略有提高，在预变形ε=6．5％时，获得η=74％的形状恢复率。     

基于Deform-3D的喷油器护套冷挤压工艺优化

传统的挤压工艺往往是根据经验反复试模后加以确定的,因此,存在周期长、成本高的问题.对喷油器护套进行工艺分析,提出了两种不同的方案,通过建立有限元模型,并借助Deform-3D软件平台对两种方案进行数值模拟.分别将等效应力、等效应变、破坏、流动速度等模拟与实验结果比较分析,发现方案1不合理,方案2的结果较优,与实际挤压情况相符合,可以挤压出符合图纸要求的合格产品.     

基于DEFORM-3D的火车车轮预成形工艺参数的分析和优化

影响火车车轮与成形质量的因素很多。本文选择镦粗压下量、摩擦因子以及成形速度三个主要的因素对预成形质量进行分析。通过数值模拟得到了最优的镦粗压下量310mm ,摩擦因子 f=0.3以及成形速度v=40mm/s。通过对火车车轮预成形工艺的分析和研究,掌握了工艺规律并为预成形工艺方案的确定、预成形生产以及后续工艺的研究提供了理论依据。     

铝合金微弧氧化工艺的研究

微弧氧化是在阳极氧化工艺的基础上发展起来的一种表面改性新技术,它利用微弧区放电在金属表面生成陶瓷状氧化膜,大幅度提高铝合金的表面性能。以2g/L的NaOH,8g/L的Na2SiO3为电解液对铝合金进行微弧氧化,采用扫描电镜观察金相形貌、仪器测量陶瓷状氧化膜的厚度及粗糙度,优化出最佳制备工艺.     

Interfacial Microstructure and Mechanical Properties of Al Alloy/Mg Alloy Laminated Composite Plates Fabricated by Equal Channel Angular Processing

KAl(7075)alloy/Mg(AZ31)alloy laminated composite plates were successfully fabricated by the equalchannelangular processing(ECAP)by using route A for 1,2,and 3 passes at 573 K,respectively.After fabrication,the 1-pass ECAPed laminated composite plates were annealed at different temperatures.The microstructure evolution,phase constituent,and bonding strength near the joining interface of Al(7075)alloy/Mg(AZ31)alloy laminated composites plates were evaluated with scanning electron microscopy,X-ray diffraction,and shear tests.The experimentalresults indicated that a 20 μm diffusion layer was observed at the joining interface of Al(7075)alloy/Mg(AZ31)alloy laminated composites plates fabricated by the 1-pass ECAP,which mainly included Al_3Mg_2 and Mg_(17)Al_(12) phases.With the increase of passes,the increase of diffusion layer thickness was not obvious and the form of crack in these processes led to the decrease of bonding strength.For 1-pass ECAPed composites,the thickness of diffusion layer remained unchanged after annealed at 473 K,while the bonding strength reached its maximum value 29.12 MPa.However,after elevating heat treatment temperature to 573 K,the thickness of diffusion layer increased rapidly,and thus the bonding strength decreased.