等径角挤压工艺ecap对铜银合金性能影响的研究

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1、摘要摘要等径角挤压工艺(EqualChannelAngularPressing，简称ECAP)，是一种剧烈的塑性变形技术，该技术能有效地制各块状超细晶材料，已成为材料科学研究的热点。铜银合金作为电气化铁路的接触线材料，其强度和摩擦磨损性能对其使用有很大影响。等径角挤压工艺可以提高铜银合金的力学性能和耐磨性能。本实验成功地实现了室温下铜银合金的C方式ECAP挤压1～5道次变形，累积等效应变达到～3。采用上界定理，根据ECAP试验剪切变形的实际，在有摩擦的情况下，建立了试样处于模具转角处的宏观力学模型。通过光学显微镜、扫描电镜、电子拉伸机

2、、摩擦磨损试验机等试验仪器设备，分析研究试样的显微组织特征及其演变规律，以及力学性能和摩擦磨损性能。主要研究结果如下：利用所建的宏观模型，确定了变形力的计算方法，对铜银合金的挤压力进行了计算。通过对ECAP挤压后试样进行金相组织分析观察，发现材料组织得到了细化，总结了试样显微组织在x、Y和z平面的演化规律，与C方式对材料组织影响的理论分析相一致。铜银合金经5道次的ECAP挤压变形后，力学性能发生了很大变化：显微硬度由原材料的73．06Hv增加到131．63Hv；抗拉强度由原材料的252．33MPa增加到412．05MPa；延伸率在EC

3、AP挤压后有大幅度的下降，由原材料的44．42％下降到1道次后的9．18％，之后趋于稳定。耐磨性能有了很大提高，磨损率由原材料0．09239／h减少到0．07489／h，通过对铜银合金磨损试样表面的观察和对磨屑的能谱分析，得出铜银合金的主要磨损形式为粘着磨损、磨粒磨损和氧化磨损。对铜银合金经ECAP挤压后的摩擦磨损性能进行了讨论，主要分析强度和硬度对粘着磨损和磨粒磨损的影响，得出铜银合金耐磨性的增强主要是由于材料强度和硬度的提高。关键词：ECAP；铜银合金；显微组织；力学性能；耐磨性能大连交通人学工学硕十学位论文AbstractECA

4、P(Eqtra]ChannelAngularPressing)isasevereplasticdeformfitiontechnology，whichcaneffectivelyprocessbulkultra-finegrains．Therefore，ECAPhasrecentlyattractedmuchattentionfrommanyresearchers．Cu—Agalloyisusedasthecontactwireofelectrizationrailway，itsstrengthandfriction-wearprop

5、ertieshaveaimportantinfluenceonitsapplication．Atthesametime，ECAPcanprovestrengthandfriction—wearpropertiesofCu—Agalloy．Cu-Agalloyiscarriedoutsuccessfullytoatotalequivalenttruestrainof一3byECAPinCmeanatroomtemperature．Intheprocessofanalysisanddesign，theupperboundtheoremis

6、used，themacroscopicallymechanicalmodelwhichislocatedinthecomerofdieisestablishedininstanceofhavingfriction．Themicrostructureevolutionandmechanicalpropertiesareinvestigatedbymeansofopticalmicroscopy(OM)，scanningelectronmicroscope(SEM)，electronictensileequipmentandfrictio

7、nandwearmachine．Themainresultsarefollowed：InthispapeqThemethodofcalculationischosenbythemacroscopicallymechanicalmodel，andtheextrusionforceiscalculated．Metallurgicalstructureisanalyzed，themicrostructureisfined，theevolutiondisciplinesofmicrostructureintheX，YandZfaceissum

8、marized．TheresultscorrespondwiththetheoreticalanalysisoftheCmean．ThepropertiesareimprovedgreatlyafterECAP．Theh