低碳钢的ECAP变形及组织细化机制研究

发布时间：2020-08-09 02:15

【摘要】： 等径弯曲通道变形(Equal Channel Angular Pressing简称ECAP)是一种制备高性能材料的独特的加工方法，它是通过强烈的纯剪切变形，能成功的制备出块状的亚微晶材料。本研究成功的实现了室温下Q235钢Bc方式的ECAP变形，其中多道次的ECAP变形累积等效真应变达到～9.2。通过透射电子显微镜研究了ECAP变形显微组织的演化规律和组织细化机制。主要结果如下： 1．在室温下应用ECAP变形成功的制备了Q235钢的亚微晶组织。 2．发现除变形温度外，变形方式也是ECAP变形中晶粒细化很重要的一个因素。Bc变形方式下，T面2道次就有近似的等轴胞出现，4道次出现了晶界很清楚的等轴晶，尺寸大小为0.25μm。L面4道次后也有等轴晶出现。而C方式到11道次，组织仍表现为显著的板条状特征，这就说明Bc方式更有利于在低碳钢中获得均匀等轴的细晶组织。 3．本文观察了Bc方式变形后，不同4个面的组织演化，它们分别是T面、L面、S面和R面，而且每个面组织形貌的变化不一样。S面和R面是首次观察，发现了与L面和T面不同的形貌，即S面以位错胞为主，R面在第2道次出现变形带交叉的现象，而且以后的道次也发现了相同的现象。这说明了多道次之间的交滑移不是晶粒细化的唯一机制，R面交叉变形带的出现和1道次中观察到的双滑移或多滑移，也是造成组织等轴化的另一个重要机制。 4．最初的挤压道次中，亚微米组织的铁素体晶粒主要由小角度晶界包围，它们是{110}111和{112}111族中多系共同作用的结果。随着道次的增加，大角度晶界的比例也跟着增加。它可能是由先前道次的小角度晶界转化来的，也可能是随着塑性变形的加剧，晶内的亚微晶发生旋转，这比晶内应变更能适应大量的应变，这也是为了维持在晶界剪切的应变，因而形成了大角度晶界。 5．高道次ECAP变形后形成的亚微晶组织，其环状选区衍射谱中｛110｝、｛112｝和 O｝明显高于其它指数的环，一方面说明了这g移iHtE组织变形细化中的关键作用，另一方面也说明了由ECAP g内部组织形成的亚微晶材料中晶粒取向不是完全随机的，而是与变形的滑移面有密切的联系。
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TG142
【图文】：

示意图,示意图,试样,道次

这对于试样的观察研究带来了很大的方便。1.3.1ECAP变形ECAP变形的示意图如图1一1所示。是将试样放入截面形状完全相同，并图1一1ECAP变形示意图成一定角度的弯曲通道中，试样在压力的作用下通过通道时，在通道弯曲处产生一定均匀的纯剪切变形。改变通道弯曲角度，可控制试样一道次的变形量。目前l道次变形量最大可达到的真应变为~1.15。ECAP变形前后试样的外形尺寸不变，可用同一试样进行多道次变形，在试样内部得到很高的真应变。vM.segal对EcAP变形模型做了一定的研究指出，改变材料应变有两种方法:一种是每道次改变弯曲角度;另一种是增加重复挤压道次。显然，第一种方

电子衍射图,选区,电子衍射,光镜

西安建筑科技大学硕士研究生论文ECAP的变形方式对材料的微观结构的影响很大。图1一3标出了样品的T、L、Z轴的方向:『『右右了、、场场场，洲一知知叮叮叮1又目目贾贾贾贾一℃鞠、、、图1一3ECAP变形中定义的各个面及方向采用不同的变形方式加工后的变形情况如图1一4所示，由此图可以看出，A方式进行多道次挤压后，材料在T、L轴方向的变形较大;C方式的特征是经过Zn道次的挤压后，晶粒回复到挤压前的形状;Ba方式与A方式较为接近;B。方式与C方式较接近，但B。方式变形更为均匀，利用Bc方式挤压后，晶粒在三个方向上都获得了变形

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西安建筑科技大学硕十研究生论文ECAPI道次后L面的组织形貌如图3一3a所示，有非常明显的方向性，而且方向不一致，有与图2一2中规定的X方向一致的，也有与X方向成一定角度的，大约为45“。但都是片层状的组织，片层有薄有厚。由于片层方向不一样，所以其内部晶粒的取向肯定不一致，这一点也可由其选区的衍射斑点图3一3b、C看出。左边细的片层状内的晶粒通过电子衍射花样的标定‘:玉9一‘o’，取向为〔11。」

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