采用沙漏挤压工艺制备超细晶材料

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1、维普资讯http://www.cqvip.coml0RESEARCHHotWorkingTechnology2001NO．2采用沙漏挤压工艺制备超细晶材料陆文林，王勇，冯泽舟，海锦涛(1．北京机电研究所超塑技术研究室，北京100083}2．机械科学研究院，北京100044)攮耍：秒撮挤压是一种赫的晶粒细化方法，通过挤压过程中产生的大塑性变形和神杰再结晶而使晶粒得到细化本文采用Zn-AI台金对这种工艺进行了初步研究，重点研究了变形量对抄罱挤压效果的影响。给出了显擞组织变化和力学性能与超塑性能变化的韧步结果。实验结果表明：采用抄

2、漏挤压能使材料获得等轴超细晶组织，材料性能得到很大的提高，井有助于实现高应变速草超塑性美键词：抄滑挤压；超细晶粒

3、大变形；超塑性，Zn—AI台金中圈分类号：rG376文献标识码tA文章编号：1001—3814(2001)02．001O-08ProductionoftheUItrafine—GrainedMaterialsbySandglassExtrusionProcessLuWen—fin’wANGYon9。FENGZe—zhou．HAiJin—tool(1_脚．ofSuperplasticTechnology，Beij4

4、ngResearchInstitute0，Mech．＆Elec．．；2．Ac．aden*yofMachineryScieandTechnology)Abstract：Anewmethodofgettingultraf[negrainhasbeeninvestigated，whichiscalled“SandglassExtrusion’’(SE)．Theu[trafinegraincanbeobtainedinthebilletmateriaIduetothelargeplasticstrainandthedynamicre

5、crysta]一lizationduringSE．Themicrostructures，microhardnessandBupepIastlcityoftestmaterialafterSEhavebeenstudied．Theexperimentalresultsshowthattheequal—axialultraf[necanhentroducedtothebulktestmateria1duringsandglassextrusion．Thehighstrainratesuperplasticltycanbereal

6、ized．Keywords：sands[assextrusion；ultrafinegrain；largeplasticstrain；superplasticlty}Z兀_AIalloy必须很大。此外获得大变形后，虽然材料组织能够得到1引言细化，但是材料内部纤维方向十分明显，材料呈现各向超塑性成形有大延伸、无缩颈、小应力和易成形等异性。而抄祸挤压工艺删克服了这一缺点，由于沙漏挤许多优点，特别是对于难加工的材料更显示出其独特压是集正挤压与镦粗于一体的变形过程，每次挤压后的特性，因而长期以来一直受到人们的普遍关注，在机试样的形状

7、保持不变，因而可以反复挤压，产生“无限械、电子、航空航天、仪表等领域得到了应用。但是由于大”应变，同时易于获得等轴组织，晶粒细化效果明显。其变形条件较为苛刻，特别是应变速率很低(通常是在2实验材料及方法10～102／s之闻)，成形时间很长，因而使其应用受到了限制，不能进行大批量生产。为解决这一问题，人实验采用铸态ZnA15合金棒料，加工成≠2j×50(ram)的试样，然后进行挤压。挤压是在280C恒温下们进行了大量的工作，发现细化晶粒是大幅度提高应进行的，采用石墨作润滑剂，挤压比为4．3。变速率的有效方法。将试样装人如图1所

8、示的模具型腔内(如型腔模合金材料在获得超细结构后，其物理、力学性能往A)，加热并保温足够时间后开始挤压。首先对试样进往得到显著提高。晶粒细化至亚微米级或纳米级别时，行预压使其充满由顶杆A、B及型腔模A、B和模芯所材料表现出一些超常的性质]。超塑性理论和实验结包围的封闭空间。然后在两顶杆上同时施加压力，并使果越来越清楚地表明，具有亚微米或纳米级超细晶的两顶杆以相同的速度向同一方向(如f方向)运动。此材料有可能在更低的温度下实现超塑性，或者使超塑时试样在型腔A内受到正挤压变形，而在型腔B内则变形速率得到大幅度提高]，实现所谓高应

9、变速率受到镦粗变形。当型腔A内的试样全部被挤压到型腔超塑性(应变速率大于10／8)，这对于超塑技术的应B时，这时向，方向的运动结束。然后两顶杆再向相反用有着重要的意义。的方向同步运动。重复以上的过程，直至获得所要的应本文尝试了一种新的晶粒细化方法——沙锅挤压变为止，这时移去一侧顶杆，将试样