等径角挤压工艺研究及其新进展

概述了等径角挤压（ECAP）工艺的基本原理及通道交角角度、挤压方式、挤压温度、挤压速度等影响因素,介绍了ECAP法为了适应工业化生产新发展出来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,并对今后ECAP的发展方向进行了展望。     

铸态与轧制态纯铝等径角挤压变形后的组织与性能

对铸态及轧制态的纯铝进行了等径角挤压（ECAP）变形,用透射电镜观察了变形后的显微组织,并对不同道次变形后的材料进行了硬度测定。结果表明：ECAP方法可使纯铝组织获得显著细化,在相同的变形条件下,铸态与轧制态纯铝均获得了等轴细晶组织,且晶粒尺寸相差不大。1道次ECAP变形后材料的硬度明显增大,随后每道次硬度的增大趋势明显变缓。这说明初始状态时ECAP变形后的组织和性能影响不大．     

镁合金等径角挤压的研究与进展

对等径角挤压工艺的基本原理及其工艺参数在挤压过程中对镁合金显微组织、力学性能的影响,等径角挤压过程中镁合金的晶粒细化机理、变形机理及其微观结构、力学性能等的演变规律作了综述,并对等径角挤压镁合金超塑性研究现状和镁合金等径角挤压发展趋势作了介绍.     

等径角挤压提高耐热钢的综合力学性能

研究了用等径角挤压变形与热处理工艺相结合提高耐热钢综合力学性能的方法。结果表明：采用等径角挤压变形后再进行固溶＋回火热处理工艺,难以提高材料的综合力学性能,而采用固溶＋回火＋等径角挤压变形＋回火工艺,可以显著提高材料的综合力学性能。在技术条件规定的回火温度范围内,回火温度在下限时,屈服强度可提高60％,且塑性满足技术要求,强度的显著提高主要是由形变强化造成的;回火温度在上限时,铁素体基体可发生再结晶,显著细化了晶粒,可同时提高强度和塑性,但幅度不大。     

铝-钛-硼中间合金在等径角挤压过程中的变形行为

采用等径角挤压(ECAP)技术对铝-钛-硼中间合金进行了室温挤压试验,用高温光学显微镜、扫描电镜、硬度计等分析了ECAP对合金中第二相粒子分布形态、尺寸及显微硬度的影响.结果表明:ECAP能显著改善合金中第二相粒子的分布形态,细化其尺寸;用试样绕其纵轴旋转9°.、方向不变的加工路径(Bc),经过8道次挤压后,第二相粒子由原来的散乱分布变成较为均匀分布,由原长约20μm、宽约10μm的块状粒子细化为5μm左右的小颗粒;挤压1道次后,材料硬度增加最为明显,4道次后硬度增加趋势变缓.     

等径角挤压模具的新设计

分析了等径角挤压技术(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)的工作原理,详细介绍了新设计的模具结构,讨论了模具材料的选择以及润滑剂的选取等关键技术,解决了传统设计中螺栓轴向受力过大而变形甚至导致模具分离的问题.模具结构设计简单,操作方便.     

中碳钢在等通道角挤压过程中的组织演化

论述了等通道角挤压(ECAP)技术的基本原理和组织演化过程,采用45钢作为试验材料,在室温条件下进行ECAP试验。试验发现:强烈的剪切变形起初主要发生在铁素体内,使铁素体内形成大量位错缠结和位错胞,构成亚晶,同时,珠光体内剪切变形的结果使渗碳体由原来的层片状被剪切断裂而细化,成为颗粒状,其颗粒尺寸逐渐细化到1μm,之后随同铁素体一道参与大的塑性流动,使原先块状铁素体和珠光体两相组织在大的塑性流动下被融合在一起,形成较均匀的亚微米组织。挤压四道次后,由高密度位错构成的位错胞崩塌变成大角度晶粒,其晶粒尺寸约为200nm,并且颗粒状渗碳体较均匀地分布在铁素体基体上。     

中碳钢在等通道角挤压过程中的组织演化

论述了等通道角挤压(ECAP)技术的基本原理和组织演化过程,采用45钢作为试验材料,在室温条件下进行ECAP试验.试验发现:强烈的剪切变形起初主要发生在铁素体内,使铁素体内形成大量位错缠结和位错胞,构成亚晶,同时,珠光体内剪切变形的结果使渗碳体由原来的层片状被剪切断裂而细化,成为颗粒状,其颗粒尺寸逐渐细化到1ìm,之后随同铁素体一道参与大的塑性流动,使原先块状铁素体和珠光体两相组织在大的塑性流动下被融合在一起,形成较均匀的亚微米组织.挤压四道次后,由高密度位错构成的位错胞崩塌变成大角度晶粒,其晶粒尺寸约为200nm,并且颗粒状渗碳体较均匀地分布在铁素体基体上.     

等径角挤压对Cu-Ni-Be合金时效前后组织和性能的影响

研究了等径角挤(ECAP)处理对Cu-Ni-Be合金时效前后组织和性能的影响.结果表明:挤压8道次后,得到了均匀、细小的蠕虫状最粒,其晶粒尺寸宽为0.5μm左右;等径角挤压后的材料硬度明显升高,挤压8道次后其硬度达198 HB;时效前进行ECAP处理可以加速第二相的析出,明显地提高合金的硬度;经ECAP处理后合金的热稳定性有明显改善.     

残余试样对等径角挤压过程的影响

使用DEFORM3D软件，对等径角挤压过程进行有限元模拟，通过对比分析发现，残余试样的存在使挤压需要更大的载荷，使材料应变分布更加均匀，改变了材料的外形，改善了材料在模具内的填充。根据模拟结果，等径角挤压模具设计计算应以存在残余试样的条件为准，并且提出了出口通道的斜角设计。     

等径角挤压法制备亚微米2A12铝合金块体材料

采用等径角挤压技术对2A12铝合金在室温下进行挤压变形。用TEM、SEM观察了材料的微观结构,并测试了挤压过程中强度、硬度的变化。结果表明：两次挤压可以使2A12铝合金的平均晶粒尺寸从5μm减小到200nm左右,晶粒细化效果明显。材料经等径角挤压一次后,σ、σ0．2和硬度分别提高了70％、60％和50％。     

等通道弯角挤压变形机理分析与工艺路线研究

等通道弯角挤压(ECAP)过程是目前制备块状超细晶粒材料(亚微米或纳米微观结构材料)最具工业前景的工艺之一,研究ECAP变形机理从而开发出具有工程化和商品化价值的工艺具有十分重要的意义。通过塑性成形软件DEFORM-3D对目前出现的多拐角ECAP以及连续ECAP等新工艺进行数值模拟,研究了各工艺挤压过程中等效应变的历史演化以及载荷-行程曲线的变化。根据有限元模拟结果,分析了各工艺挤压过程中晶粒细化机理和变形优缺点。分析结果可对ECAP新工艺的模具设计、工艺参数拟定以及挤压工艺规划提供理论指导。     

摩擦对大型等通道转角压最大挤压载荷的影响

采用Deform-3D有限元软件对大型等通道转角压(Equal channel angular pressing,ECAP)进行动态计算仿真模拟,并进行试验研究,重点考察变形体与模具间摩擦因数和模具水平通道扩口直径对挤压载荷的影响。模拟结果表明,剪切摩擦模型适合用于ECAP变形仿真模拟计算,摩擦因数对大型ECAP的最大挤压载荷具有很大影响,随着摩擦因数的增加,最大挤压载荷急剧增加;摩擦因数μ=0.6(近似于铝和钢干摩擦)时的挤压载荷是摩擦因数为0时挤压载荷的5.1倍;增加出口通道扩口端的直径,当μ<0.6时,对最大挤压载荷几乎没有影响,而当μ>0.6时,可以明显降低最大载荷值,但也不是出口通道扩口直径越大其对应的挤压载荷就越小。试验研究表明,大型ECAP必须想办法降低摩擦才能实现批量化生产,试验和仿真的最大挤压载荷吻合。     

圆形挤压件等通道弯角挤压过程三维数值模拟与参数分析

等通道弯角挤压(ECAP)工艺可以将材料晶粒有效细化至1μm以下，是目前获得块状超细晶粒材料的重要方法之一。利用DEFOM-3D对圆形纯铝挤压件ECAP工艺进行大量三维有限元模拟，获得了挤压件变形过程晶粒细化机理，得出了挤压过程中模具拐角、模具圆心角和摩擦条件对挤压件变形均匀程度的影响规律，从而为ECAP模具设计、工艺参数拟定以及挤压工艺路线规划提供有效的理论指导。     

新的等通道转角挤压工艺路径研究

等通道转角挤压(ECAP)是目前制备块状超细晶粒材料最具工业前景的工艺之一,研究ECAP变形机理从而优化工艺参数具有十分重要的意义。自主研究了一种不同于现有的挤压路径。通过塑性成形软件DEFORM-3D对Bc路径和45路径挤压过程进行模拟比较,分析了两种路径挤压过程中等效应变值及等效应力随挤压道次的变化规律。用两种路径分别对试样挤压8和16道次后,45路径产生的等效应变值均略高于Bc路径;8道次过后,45路径形成的等效应变值分布范围也比Bc路径更集中;但16道次过后,Bc路径形成的等效应变值分布范围比45路径集中。随着挤压道次的增加,两种路径形成的等效应变值的上升趋势基本一致,等效应力基本保持不变。研究表明:45路径具有细化能力强,变形剧烈和变形均匀等优点,是一种有效的新的ECAP挤压路径。     

等通道转角挤压Al-26%Si合金的组织和冲击性能

采用等通道转角挤压工艺(ECAP)细化了Al-26%Si合金中的组织,研究了该合金在不同温度下的冲击性能及断口形貌。结果表明:ECAP能有效细化该合金的晶粒,块状初晶硅尺寸明显减小且棱角钝化,针状共晶硅呈颗粒状弥散分布于基体中,300℃下挤压16道次后合金的室温(11℃)冲击功约为铸态的5倍;低温下,挤压16道次后合金的冲击性能随温度下降变化不大;当冲击温度由室温升高至100℃时,合金的冲击性能有所下降;铸态试样的断裂机制以脆性断裂为主,挤压后试样的断裂机制以韧性断裂为主。