纯钨大塑性变形模拟及实验研究

发布时间：2020-07-09 12:38

【摘要】：作为所有金属中熔点和沸点最高的金属,钨具有最低的热膨胀系数、优异的高温力学性能、高的压缩模量与弹性模量等特点,是一种重要的战略金属。工业制钨只能由粉末冶金方法获得,这造成材料晶粒粗大、内部含有大量孔隙与杂质、致密度不高、强度韧性较差等缺陷,严重限制了钨的应用。大塑性变形工艺(SPD)可以在较低温度下通过固结和细化作用得到致密超细晶组织,为解决此类问题提供了思路。其中的等径角挤压(ECAP)和多向锻造(MD F)技术由于其显著的作用效果而备受关注。本文首先从离散元角度建立了纯钨粉末的ECAP模型,运用PFC软件对其进行了数值模拟,研究了变形过程中的颗粒变形、速度分布、接触力链、致密行为等。模拟中试样经一道次ECAP后,颗粒簇被拉伸的方向与水平方向成26.5°,模具内圆角部分对颗粒流动有很大的阻碍作用,经过此区域时,颗粒速度和接触力都会发生减小,温升主要由颗粒的塑性变形产热引起,同时其致密度得到有效提高。在Deform中建立了纯钨的不可压缩刚塑性材料模型,对变形过程进行了有限元模拟,通过对比分析,确定了实验时的最佳工艺参数。在相对较低的温度下对纯钨粉末分别进行了ECAP和MDF实验,运用光学显微镜观察、扫描电子显微镜观察、相对密度测定及显微硬度测定等手段,对变形过程中的致密行为及固结机理进行研究。结果表明：钨粉经一道次ECAP后,团聚现象消失,致密度提高；经二道次MDF后,不仅致密度得到提高,而且粉末产生了固结。适当温度下的SPD法可有效增加烧结应力,降低致密所需温度,抑制晶粒长大。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF125.241
【图文】：

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本文编号：2747465