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1、年第期上海钢研等通道转角挤压一提高材料性能的有效方法孙爱民,摘要等通道转角挤压法是能使块体材料得到超细晶粒的一种新的材料加工方法目。前受到材料研究者的广泛关注简要介绍等通道转角挤压法的基本原理及通过该方法得到的有效应变量的主要影响因素。综述等通道转角挤压法研究和应用现状,同时展。望该方法的应用前景关键词等通道转角挤压超细晶粒有效应变量罗一一嗯,,,,一盯四。、处理方法细小的多三维锻造重复轧制和引言,高压扭转等是目前应用较为广泛的细化。晶粒是提高金属材料综合力学性法。,能的有效途径塑性变形是一种改善各种目前一种可以显著细化
2、金属材料晶粒不同材料的组织结构和提高性能的有效方的等通道转角挤压邵。,一,法目前人们把相当大的兴趣放在用大的法正在被广泛的研究这。一塑性变形种方法可以显著地提高金属材料的强度和。。方法加工金属材料的潜力上就是给塑性有其独特的优点在挤压过程材料施加大的应变,通过在应变中产生的位中,保持工件的尺寸几乎没有什么变化,可,,,错的重新排列从而得到相当好的细晶粒以进行多次挤压直到达到要求的应变从而达到亚微米甚至纳米级的晶粒尺度使用得到相应的晶粒尺寸,因而它可应用于大的、、方法得到的晶粒尺寸比传统的热机械块体材料而别方法如轧制挤压拉
3、上海钢研只年第期拔等,是使工件的一维或多维方向上的其中甲里℃,中二一℃之间,目前较常尺寸二、二,,、用的是甲℃中℃的结构这样得到的一次发生连续的减少终尺寸为膜状板状或丝。,不能应用。挤压应变最大状于大的块体材料圆型和方型试样在操作过程中的单元本工作综述方法的机理及目前,煎切变形如图所示川的研究情况探求该方法在材料加工中的应‘﹄健,口,口门,。用前景⋯机理是脚川于年发明的一种、在材料中施加大的塑性应变得到亚微米甚至纳米组织,从而提高材料性能的一种先进方法。在世纪年代,由于对超细晶粒山、,,和纳米结构材料的广泛注意方法得图试
4、样单元变形草图后圆的变形。后’〕到广泛的研究和应用正方形的变形情况工艺是把润滑良好的坯料,放到试样通过在剪切面上发生的单元剪切,,截面尺寸相同的两个相交的通道中去,通过变形使试样整体发生剪切变形得到大的应变量,细化晶粒提高材料综合力学性能。施加压力把坯料从一个通道挤压到另一个,通道,并从另一个通道中挤出坯料。试样在每次挤压中试样单元的剪切应变,,。通过转角的地方发生纯剪切变形得到很大丫的应变量,通过位错的重新排列,产生亚晶,工艺的影响因素分割原始晶粒在挤出过程中亚晶界高角化,,工艺是把圆或方的试样放在模生成微细晶粒得到亚
5、微米或纳米级的材料,从而提高材料的性能。在该操作中,出人通具中施加压力使其通过转角从一个通道进,,人另一个通道在转角处发生简单的剪切变道试样的尺寸基本不变可以重复操作此过,。程,直到达到合适的应变量,获得良好的晶形从而得到预期的微观组织和结构因而,。模具的结构是影响该工艺的主要因素同时粒细化效果为止、方法的原理图如图所示加载的速率材料的力学性能及工艺的具体。操作过程也是影响工艺的重要因素模具结构模具是执行工艺比不可少的重要条件,工件在通过转角的时候发生塑性变形,所得到的应变量与模具的转角甲及外弧中以及工件与模具的摩擦条件
6、都有关。系转角甲与中的影响工艺是通过产生简单的剪切变形,产生严重的塑性变形得到大的应变量,。从而提高材料的力学及其他性能模具的图法结构原理图川甲角和中角对单次过程得到的应变年第期上海钢研。,量具有决定的作用时施加的压力与不考虑摩擦力时是不同由川和他的同事们对的研。,的在有摩擦力的情况下就要考虑试样与,,究得出了一次过程中施加于工件上模具在挤压过程中产生的摩擦力大大增加。,的压力在不考虑摩擦的情况下可由下式表了挤压力没有摩擦力时试样只在通道交,,,示其中为材料的剪切应力接的平面处发生单纯的剪切变形材料各处’‘‘“「一、要’
7、、、,”’曰,甲’一”一形变均匀而有摩擦力时,材料将在通道交甲为转角接,的平面附近产生一扇形区域在顶角处不〕单次剪切应变可由下式表示发生变形,只在扇形区域发生塑性变形导致·,一苦告,材料在模具里变形不均匀得到不均匀的微告晋一。观组织仁,」等人研究了不同摩擦力条件有效应变为。,下的剪切变形情况文中指出在大摩擦力··。。一一〔一‘,中,着岩夸告条件下变形均匀性比小摩擦力下的好而转角在,小摩擦力附带在出口处施加反苦晋〕向推力的情况下,变形均匀性最好。表反映了不同条件下实际得到的有效应变量表显示不同模具转角的单次。与工作条件的关
8、系图给出了一种带可操作过程对材料的应变量及同别的加工方移动底部复杂结构,的模具结构也就法得到相同应变量下的减缩率和面积减缩,。相当于给工件一个反向推力可以很好地改率之间的对应关系从表中可以看出单次,过程所得到的应变,随转角甲的增大善材料在中的加工性能使材料在变。。甲形过程中形变均匀而减少不同的转角得到的组织结构也就不
