室温Φ120°等径弯曲通道变形工业纯钛的力学性能

通过大塑性变形可以得到超细晶,从而获得有特殊性能的材料。对于工业纯钛以及一些难变形材料,等径弯曲通道变形(ecap)是获得超细晶的一种最有潜力的方法,但由于ecap模具的限制,获得的坯料形状和尺寸与所要求的半成品还有一定距离。因此,还需要对ecap坯料进行一些额外变形,如轧制、挤压或锻造,以达到最终形状要求。为此,研究了后续加工对ecap工业纯钛坯料显微组织、力学性能和热稳定性的影响。

通过大塑性变形可以得到超细晶，从而获得有特殊性能的材料。对于工业纯钛以及一些难变形材料，等径弯曲通道变形（ecap）是获得超细晶的一种最有潜力的方法，但由于ecap模具的限制，获得的坯料形状和尺寸与所要求的半成品还有一定距离。因此，还需要对ecap坯料进行一些额外变形，如轧制、挤压或锻造，以达到最终形状要求。

利用三维有限元模型研究工业纯钛室温等径弯曲通道挤压(ecap)变形过程,通过数值模拟分析模具通道夹角、外圆角及摩擦条件等参数对材料变形区的应变分布及挤压载荷的影响规律,获得了在室温下对工业纯钛进行ecap变形的最优工艺参数。模拟结果表明:三维模型考虑了模具接触及摩擦的影响,比二维平面模型更客观、准确地反映了试样的应变分布状况。φ=120°,ψ=20°的模具参数为最优,试样可在较低的挤压载荷获得较大的塑性变形,增加通道背部摩擦可扩大试样主变形区体积,改善变形均匀程度。最终采用两通道夹角φ=120°,外圆角ψ=20°的模具,在背部不润滑的摩擦条件下成功实现了工业纯钛室温等径弯曲通道单道次变形。

本文利用上界定理计算等径弯曲通道变形(ecap)的挤压力,为ecap的模具设计、挤压力的计算提供了一种可行的方法

等径弯曲通道变形(equalchannelangularpressing简称ecap)由于能直接制备块状超细晶材料而备受关注。通过对工业纯铝的ecap变形过程进行有限元数值模拟,获得了变形过程的载荷变化规律和等效应变分布规律,并用坐标网格法对模拟结果进行了实验验证。在摩擦条件下,试样中区下表面的等效应变最大,至上表面处等效应变为最小。而在无摩擦理想情况下,其等效应变分布恰好相反,这可能是由于试样在ecap变形过程中所受应力场和应变场的不同引起的。

在650℃采用等径弯曲通道变形(ecap)方法对原始组织为层片状珠光体的gcr15钢进行了bc方式的多道次变形。采用透射电镜和洛氏硬度等实验方法,对不同道次下的组织特性和硬度进行了分析。结果表明:冷变形和温变形都能使渗碳体片层发生球化,但一道次温变形情况下渗碳体球化程度明显高于冷变形一道次,硬度值由原始态(层片状珠光体)的42hrc分别降至38hrc(冷变形)、27hrc(温变形),温变形二道次后,铁素体基体接近等轴状,平均晶粒尺寸约为0.4μm,球化完全的渗碳体颗粒粒径约为0.1μm,硬度值由27hrc(温变形一道次)增至32hrc左右。

具有全珠光体组织的65mn钢在650℃以c方式等径弯曲通道变形(ecap)后,珠光体组织中的渗碳体片层以周期性的弯曲变形、周期性的剪切变形、剪切断裂等形式协调ecap的强烈塑性变形.渗碳体表现出很强的塑性变形能力,在其内部导入了大量的晶体缺陷,为渗碳体的球化打下了能量基础.变形五道次后,片层状的珠光体组织演变成了超细的渗碳体颗粒均匀分布于铁索体基体的组织.铁索体基体为均匀的等轴晶,平均晶粒大小为-0.3μm.渗碳体的球化可能以两种机制进行:破碎渗碳体片的非均匀长大(ostwald熟化)和细小球状渗碳体颗粒的形核长大.

研究了室温下c方式等径弯曲通道变形(ecap)对超低碳钢组织及性能的影响。结果表明:第1道次ecap变形后,组织细化效果最显著;随变形道次的增加,组织由取向差小的板条状亚晶演变成取向差大的等轴晶;第4道次ecap变形后,晶粒平均尺寸约0.3μm;变形道次继续增加,晶粒尺寸变化不显著,而晶粒取向差不断增大。这表明第4道次ecap变形为超低碳钢细化极限;ecap变形可大幅度提高超低碳钢的强度,并保持较高的塑性。

用等径弯曲通道变形(ecap)的方法制备出超细晶铝合金材料,并研究了在不同道次条件下其显微组织的演化过程.研究表明,随着强烈塑性变形的增加,显微组织中开始形成大量晶粒尺寸小于1μm的位错胞组织,当其晶界取向差增大时,亚晶粒变为越来越细的板条状组织.当经过8道次ecap变形后,晶粒尺寸由变形前的约50μm细化为约0.2μm.该超细晶铝合金材料在150℃的退火条件下,其晶粒尺寸稳定在0.2～0.3μm的范围内.在温度为500℃、应变速率为10-3s-1的拉伸实验中,该超细晶铝合金材料的最大延伸率高达370%,呈现出良好的超塑性.

研究了等径弯曲通道(ecap)变形后45钢中先共析铁素体及珠光体组织的演变特征。结果表明,ecap变形4道次后,片层状的珠光体组织演变成了超细的渗碳体颗粒均匀分布于亚微晶铁素体基体的组织。先共析铁素体由原始的平均晶粒尺寸约为30μm演变为大角度晶界分离的、平均晶粒尺寸约为0.4μm的超细晶组织。ecap变形后,先共析铁素体首先在其内部会形成具有薄片层界面(lbs)的板条位错胞甚至亚晶组织。进一步变形时位错胞或亚晶可继续细化。再进一步变形时通过晶界滑移和晶粒旋转的方式可以获得具有大角度晶界分离的、等轴的超细晶组织。

研究了等径弯曲通道(ecap)变形后的超细晶t3铜在恒应力幅控制条件下的疲劳寿命和循环形变行为．通过扫描电镜观察了疲劳试样表面的滑移带,并利用电子背散射技术观察了疲劳前、后晶粒尺寸的变化．结果表明,超细晶t3铜具有较高的疲劳极限(σ-1=153mpa),是粗晶铜疲劳极限的2倍．在低周疲劳域内表现出疲劳软化,而在高周疲劳域内表现比较稳定的疲劳行为,甚至出现疲劳硬化．类似驻留滑移带(psb)的剪切带与最后一次挤压的剪切面一致,剪切带的形成和晶界滑移是疲劳裂纹形核和疲劳断裂的主要原因．

研究了等径弯曲通道变形az31镁合金的搅拌摩擦焊工艺,对焊缝的成形特点和力学性能进行了分析。试验结果表明,对厚为15mm的等径弯曲通道变形az31镁合金板,工艺参数对焊缝成型有很大的影响,成型性能对焊接速度的敏感程度较铝合金板要大,当焊接速度为37.5mm/min和搅拌头旋转速度为750r/min时,可以获得较好的焊接质量。

等径弯曲通道变形(equalchannelangularpressing简称ecap)由于能直接制备块状超细晶材料而备受关注。介绍了等径弯曲通道变形(ecap)及有限元数值模拟的基本机理,并在此基础上讨论了有限元模拟在ecap变形中的研究及发展现状。随着ecap的深入研究和工业化的进一步发展,有限元数值模拟必然在该领域中得到越来越广泛的应用。

用两种方式等径弯曲通道变形(equal-channelangularpressing,简称ecap)制备了的具有等轴晶组织的超细晶cu-0.4cr合金,晶粒尺寸为500nm。研究了不同挤压方式、不同挤压道次合金的组织和性能的变化。探讨了不同退火温度对5～8道次材料导电率和硬度的影响。结果表明,经ecap挤压后的cu-0.4cr合金具有很好的综合性能,拉伸强度可达565mpa;硬度和导电率分别为225hv和66.4%iacs;723k退火1h后材料的导电率和硬度可达80.3%iacs和210.9hv;软化温度可达723k。

对低碳钢等径弯曲通道变形进行了数值模拟,并分析了它的显微组织.通过有限元数值模拟,获得了低碳钢成形等径弯曲通道变形载荷的变化规律和等效应变分布规律.载荷模拟结果表明,摩擦因子越大,变形载荷也越大,当摩擦因子为0.408时,其成形载荷约为无摩擦时的21倍,载荷数值模拟与实验结果基本相吻合.此外,结合所揭示的等效应变分布特点,对一道次等径弯曲通道变形后试样横截面上的微观组织分布进行了分析,表明下表面处的材料晶粒细化程度比上表面处的大,因此这种分布特点与等效应变分布是相互一致的.

在室温下对q235钢成功进行了c方式11道次等径弯曲通道,等效应变约高达11,获得了亚微晶铁素体组织。组织观察表明,第1道次组织细化效果最显著,随后道次的主要作用是增加晶粒的位相差,使大角度晶界的比例随变形道次增加而增加。在本实验条件下,由于珠光体组织中的渗碳体表现出较强的塑性变形能力,使得珠光体组织具有与铁素体类似的宏观塑性变形行为,并且在等效应变约高达11的情况下,珠光体组织中未发现微观裂纹。

用等径弯曲通道变形(equalchannelangularpressing简称ecap)法制备出超细晶低碳钢材料,并在不同退火条件下研究其组织的热稳定性。研究表明,在200～500℃之间退火时,材料组织处于回复阶段,其铁素体晶粒几乎没有长大,晶粒尺寸约04μm;在550℃退火时,铁素体组织由较大的再结晶晶粒和细小的未再结晶晶粒组成;在550℃相同条件下退火时,变形试样中的渗碳体与热轧态试样中的渗碳体相比,前者球化能力明显增强;600℃退火时再结晶完成。

目的:探讨反复熔铸对纯钛烤瓷合金力学性能的影响。方法:纯钛经过1~3次单纯反复熔铸后,采用拉伸实验、弯曲实验、硬度实验对各代试件的力学性能进行测试。采用spss13.0软件包对数据进行统计学分析。结果:经不同次数熔铸的纯钛烤瓷合金试件,其弯曲强度无显著差异。经过2次、3次熔铸的纯钛烤瓷合金试件,其弯曲模量较1次熔铸的纯钛烤瓷合金显著升高(p<0.05)。拉伸强度、0.2%屈服强度随着熔铸次数的增加而升高(p<0.05)。经过3次熔铸的纯钛烤瓷合金试件,其延伸率较经过1次、2次熔铸的纯钛烤瓷合金显著降低(p<0.05)。经过3次熔铸的纯钛烤瓷合金试件,其显微硬度较经过1次、2次熔铸的纯钛烤瓷合金显著升高(p<0.05)。结论:纯钛烤瓷合金经1~3次单纯反复熔铸后,弯曲性能、显微硬度未下降,但拉伸性能下降。

钢和铁基合金通过等径弯曲通道变形(ecap)可获得超细晶组织,从而改善材料的性能。成功实现了c方式650℃时珠光体65mn钢的等径弯曲通道变形,累积等效真应变约为5。片层状珠光体组织演变成超细的渗碳体颗粒均匀分布于铁素体基体的组织,而且铁素体基体为均匀等轴晶粒,平均晶粒尺寸约为0.3μm。

利用室温累积叠轧(rt-arb)制备超细晶纯铝,并对其金相显微组织、力学性能进行分析。实验结果表明利用室温累积叠轧工艺可以制备性能较好的纯铝材料,其中第4道次的材料综合力学性较好,与初始态纯铝相比:抗拉强度为215.24mpa,是初始态(125.25mpa)的1.72倍,并具有较高的延伸率(18.02％)。

背景:随着热压膜技术的发展,正畸临床上出现使用热压膜材料制作的改良矫治器。目的:观察不同厚度热压膜材料的弯曲力学性能差异。方法:在室温25℃环境下,选用厚度为1.0mm,1.2mm,1.5mm,2.0mm的热压膜膜片各10片,应用万能材料试验机测量并比较材料在未处理时(面积为40mm×25mm)和在不同长方形模具上热压膜成盒形时(体积均为50mm×10mm×5mm)的弯曲力学性能。结果与结论:在不同的处理方式下,2.0mm热压膜膜片的弹性模量、屈服强度,最大值-应力均最高(p<0.05),同时该材料未出现断裂点。证实,厚度和形状对热压膜材料的力学性能产生影响,2.0mm热压膜的力学性能最高,适用于临床制作功能矫治器。

泡沫铝夹心板静态三点弯曲变形行为及力学性能(精)