挤压-Bc方式ECA集成大应变技术及其对铝合金组织和性能的调控
发布时间：2021-10-28 05:36
近些年,国家颁布了《中国制造2025》战略计划,大力研发制备高性能材料,重点领域包括高性能医疗器械、航空航天装备、先进轨道交通装备等。其中铝合金因其成本低,综合性能强,在众多领域的需求大幅度增加,但如何高效地研发和制备低成本高性能的铝合金成为当今热点。本文主要是在等通道转角挤压技术（ECAP）的基础上,将挤压工艺和Bc路径融合到ECAP技术中,并自主对挤压-Bc方式ECA集成模具进行设计、制造和装配,同时采用DEFORM软件对其进行数值模拟分析并根据结果进行结构优化。本文以挤压态7075铝合金为实验材料,研究挤压-Bc方式ECA集成大应变技术对该合金的组织和力学性能的影响,验证数值模拟的可靠性。另外,本文针对本课题组自主设计制备的（Al-8.70Zn-2.05Mg-2.01Cu-0.198Zr）超强铝合金,利用该技术对其进行组织调控和力学性能的研究,并探索合金在X、Y、Z方向上的微观组织与性能的变化规律。具体的研究工作及结果如下:（1）利用DEFORM对挤压-Bc方式ECA集成大应变技术进行了数值模拟与参数优化,结果表明:模具拐角降低和挤压比增大,工件获得的最大等效应变（当挤压比小于3...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
强烈塑性变形技术(a)等通道转角挤压(b)ECAPConform(c)高压扭转法(d)板材连续剪切变形法Fig1.1SPDtechniques（a）ECAP(b)ECAPConform(c)HPT(d)C2S2
22]发现材料通过 ECAP 技术处理后发生大应变使得晶粒细化，该技术不仅能够累积较大的应变，还同时消耗较少的能量。比如为了使材料具有相同的等效应变效果，在ECAP 技术下的冲头挤压载荷要比传统方法的低 1.5 至 2 倍，总载荷也低 10 至 15 倍[23-24]。ECAP 技术能够使得材料发生强烈的塑性大变形行为，对不同种类的材料都有不错的效果，例如铜、铝和合金等材料[25-31]。金属经过反复挤压后会发生强烈的塑性变形，除此之外材料经过转角时会发生旋转，方向得到改变，因此会获得微观结构和织构差异较大的超细晶材料。在早先的研究实验中模具中的转角是直角并无倒角，见图 1.2（a）所示，但是在转角为直角的剪切区域对材料产生巨大的变形，这会间接的导致材料出现裂纹迹象于是后来部分学者对型腔的角度进行完善，如图 1.2（b）、图 1.2（c）和图 1.2（d所示相对大角度型腔结构。
合金内部温度的变化规律。ZHOU[36]等人通过有限元模拟分析探究了连续变化的挤压速率下的挤压过程，并通过实际实验验证了仿真模拟通过上述可以说明:ECAP 大应变技术能够使得晶粒细化，提升性能的身也有短板，就是目前大部分 ECAP 技术的研究只集中在材料的有将技术应用到实际生产中，意义有限。了探究工艺参数对合金变形的影响，一些研究者通过改变转角角度研的道次下其组织和性能变化规律[37-40]。研究结果表明一般材料均可以细化晶粒的效果从而提高合金的强度。Sadeghi[41]等人认为合金经过1 道次之前内部织构基本没有变化，但经过 1 道次后织构现象清晰且细化现象。为了对 ECAP 技术进一步的研究，Haase[42]等人研究了挤压技术(i-ECAE)，其特点是连续四道次，见图 1.3 所示。该技术角挤压技术的优化，使ECAP技术在现实生产中的应用具有开创性
本文编号：3462354
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
强烈塑性变形技术(a)等通道转角挤压(b)ECAPConform(c)高压扭转法(d)板材连续剪切变形法Fig1.1SPDtechniques（a）ECAP(b)ECAPConform(c)HPT(d)C2S2
22]发现材料通过 ECAP 技术处理后发生大应变使得晶粒细化，该技术不仅能够累积较大的应变，还同时消耗较少的能量。比如为了使材料具有相同的等效应变效果，在ECAP 技术下的冲头挤压载荷要比传统方法的低 1.5 至 2 倍，总载荷也低 10 至 15 倍[23-24]。ECAP 技术能够使得材料发生强烈的塑性大变形行为，对不同种类的材料都有不错的效果，例如铜、铝和合金等材料[25-31]。金属经过反复挤压后会发生强烈的塑性变形，除此之外材料经过转角时会发生旋转，方向得到改变，因此会获得微观结构和织构差异较大的超细晶材料。在早先的研究实验中模具中的转角是直角并无倒角，见图 1.2（a）所示，但是在转角为直角的剪切区域对材料产生巨大的变形，这会间接的导致材料出现裂纹迹象于是后来部分学者对型腔的角度进行完善，如图 1.2（b）、图 1.2（c）和图 1.2（d所示相对大角度型腔结构。
合金内部温度的变化规律。ZHOU[36]等人通过有限元模拟分析探究了连续变化的挤压速率下的挤压过程，并通过实际实验验证了仿真模拟通过上述可以说明:ECAP 大应变技术能够使得晶粒细化，提升性能的身也有短板，就是目前大部分 ECAP 技术的研究只集中在材料的有将技术应用到实际生产中，意义有限。了探究工艺参数对合金变形的影响，一些研究者通过改变转角角度研的道次下其组织和性能变化规律[37-40]。研究结果表明一般材料均可以细化晶粒的效果从而提高合金的强度。Sadeghi[41]等人认为合金经过1 道次之前内部织构基本没有变化，但经过 1 道次后织构现象清晰且细化现象。为了对 ECAP 技术进一步的研究，Haase[42]等人研究了挤压技术(i-ECAE)，其特点是连续四道次，见图 1.3 所示。该技术角挤压技术的优化，使ECAP技术在现实生产中的应用具有开创性
本文编号：3462354
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