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2A12铝块体超细晶材料的制备、模拟及细化机制的研究

等径角挤压法(equal channel angular pressing简称ECAP法)制备块体纳米材料是在20世纪80年代Segal教授和他的同事们工作基础上发展起来的。经过多次等径角挤压变形后,材料的组织可以满足:(1)具有均匀的超细晶结构;(2)获得的超细晶粒具有大角度晶界;(3)试样没有机械破坏及裂纹。而且等径角挤压法与其它块体纳米材料的制备方法(例如气相法、球磨法等)相比,具有许多独特优点,譬如:它可以克服其它方法制备的试样中有孔洞、致密性差等问题以及球磨所导致的不纯、大尺寸坯体难以生产以及给定材料的实际应用较困难等,并且等径角挤压材料的许多性能也是独特的,这对于实际应用和基础研究都是十分重要的。因此,等径角挤压技术作为通过剧烈塑性变形获得大尺寸亚微米、纳米级块体材料的有效方法之一,日益受到材料科学界的重视,是一种非常有发展前途的超细晶材料制备工艺。但是到目前为止,人们对等径角挤压法制备块体超细晶材料,尚有许多问题不  (本文共138页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东大学
山东大学

机械球磨和热挤压制备超细晶5083铝合金的微观组织与力学性能研究

5083铝合金具有比较低的密度、较高的强度、较好的韧性、良好的耐蚀性等特点被广泛应用于飞机、汽车、船舶、发射塔、钻井平台、装甲车等领域。在轻量化、快速化、绿色化的要求下,现代航空航天和交通运输等领域对铝合金的性能提出了更高的要求。其中,细晶化即制备具有超细晶或者纳米晶组织的材料,是实现材料性能提升的一个发展方向。目前,粉末冶金方法是制备纳米晶/超细晶材料行之有效的方法之一。本文先通过室温机械球磨制备粉末,再利用热等静压处理和热挤压制备块体超细晶5083铝合金材料。通过采用透射电镜、扫描电镜、X射线衍射、金相分析等检测手段表征了粉末和块体材料的微观组织结构,同时研究了块体材料的力学性能、热稳定性、耐腐蚀性。研究了粉末和块体材料的微观组织结构。在惰性气体氛围保护下通过室温机械球磨来制备5083铝合金粉末。TEM观察表明其微观组织形貌是由等轴晶和拉长晶粒两种形貌组成,其中大约60%为等轴晶,40%为拉长晶粒,晶粒尺寸分布范围为20-1...  (本文共89页) 本文目录 | 阅读全文>>

《热加工工艺》2017年03期
热加工工艺

高压扭转法制备超细晶材料的研究进展

多晶材料的晶粒尺寸对材料的强度、抗塑性流动等关键特性具有至关重要的作用。将晶粒呈轴向均匀分布且平均尺寸在0.1~1μm,具有大角度晶界的细晶材料定义为块体超细晶(UFG)材料[1]。块体超细晶(UFG)材料具备比传统粗晶材料更好的耐磨性、更高的强度、优异的加工性能和力学性能,因而备受世界各国研究学者的关注,已成为目前金属纳米材料研究领域的热点[2-3]。大塑性变形(SPD),又称强烈塑性变形法,具有强烈的晶粒细化能力,能够直接将材料的晶粒尺寸细化到亚微米级或纳米级。大塑性变形使材料内部缺陷密度增加,大角度晶界的晶粒数目所占比例增大,从而从多方面改善了材料的力学性能[4]。目前,国内外学者已经开发出多种大塑性变形法,如等通道径角挤压(ECAP)[5]、连续剪切[6]、连续约束板带剪切(C2S2)[7]、等径角轧制(ECAR)[8]、累积叠轧(ARB)[9]、高压扭转(HPT)、多向锻造(MF)[10]、循环挤压压缩(CEC)[11...  (本文共5页) 阅读全文>>

《锻压装备与制造技术》2011年04期
锻压装备与制造技术

一种椭圆截面螺旋等通道挤压制备超细晶材料的新工艺

1引言细晶材料(1nm~1000nm)由于其表现出的一系列有别于传统材料的优异物理、力学和成形性能而被业界关注[1]。如今,细晶材料的大规模工业化生产已成为全球金属行业追求的核心技术之一。剧烈塑性变形(SPD)被认为是块体金属实现超细晶的最为有效的途径之一[2]。SPD法与其他成形技术相比,最大的优点是在试件表面不发生机械破坏的情况下能够获得大的应变量,从而有利于制备结构致密、无孔隙和无污染的块体超细晶乃至纳米材料[3,4]。国内外已针对SPD进行了广泛而深入的研究,涉及到的SPD法主要有高压扭曲变形法(HPT)、多次锻压法(MDF)、循环挤压—镦粗法(CEC)、等径弯曲通道变形法(ECAP)、挤扭(TE)、累积轧制—复合法(ARB)、反复折皱—压直法(RCS)等,并被用于纯金属、合金以及金属间化合物等在内的各种合金系块体细晶结构材料的制备[4,5]。以上方法都是通过对块体材料直接施加剧烈塑性变形,并形成高强度应变,从而使材料内...  (本文共5页) 阅读全文>>

《浙江科技学院学报》2009年03期
浙江科技学院学报

高压扭转法制备粉末块体超细晶材料

块体超细晶材料是指具有完全均匀分布的等轴晶组织,平均晶粒尺寸小于1μm,多数晶界为大角度取向的块体材料。人们在研究中发现,当金属材料的晶粒尺寸被细化至亚微米乃至纳米级别时,材料将表现出异乎寻常的物理和力学性能,如高强度和高耐磨性等,晶粒细化方法的研究也成为当前一个重要的热点领域[1-3]。近年来,一种新的大塑性变形法技术———高压扭转法(HPT)被广泛应用于固化粉末材料当中。同其他方法相比,通过高压扭转法制备的块体超细晶材料可以避免残余空隙和杂质的产生,而且高压扭转法可以在固化粉末的同时细化晶粒,通常可以达到纳米级,这也使应用微米级金属粉末生产块体纳米材料成为可能。同纳米级粉末相比,微米级粉末更容易合成、清洁和运输[4-7]。1高压扭转法基本原理高压扭转法原理如图1所示[8]。在室温或低于0.4 Tm温度的条件下,模具内的盘状试样被施以几个GPa的压力P,同时下模转动通过主动摩擦在其横截面上施加一扭矩,促使变形体产生轴向压缩和切...  (本文共4页) 阅读全文>>

广西大学
广西大学

超细晶材料的本构建模及其力学行为的研究

本文建立了一种超细晶材料的混合硬化模型,模型不仅考虑了超细晶材料的非线性随动硬化以及各向同性硬化效应,而且还考虑了超细晶材料的尺寸效应和循环软化/硬化的组合效应。该数学模型是在修正的Johnson-Cook模型的基础上引入Hall-Petch关系式,再在各向同性硬化部分叠加一个初始屈服半径衰减的循环软化项,最后将非线性随动硬化部分的背应力分解成三项,而且每一项都服从Armstrong-Frederick非线性随动硬化规律,所以该模型可以比较好地描述材料在循环变形中出现的包辛格效应;其屈服半径的大小则是由非线性随动硬化、应变硬化及软化共同作用的结果。围绕此混合硬化模型,结合离散的本构方程、牛顿迭代法和径向回退,推导了该模型的应力积分算法,用Fortran编程语言编写了用于定义该模型的基于ABAQUS有限元分析软件平台的用户材料子程序UMAT,并在此基础上建立单胞有限元模型对超细晶纯铝和超细晶Al-Mg合金在单调和循环加载条件下的力...  (本文共79页) 本文目录 | 阅读全文>>