軋制驅(qū)動(dòng)等通道轉(zhuǎn)角大應(yīng)變鋁材的仿真模擬、性能及強(qiáng)化機(jī)理.pdf

1、軋制驅(qū)動(dòng)等通道轉(zhuǎn)角擠壓(RollingDrivenEqualChannelAngularPressin，簡(jiǎn)稱R-ECA)大應(yīng)變技術(shù)結(jié)合了軋制的連續(xù)性和傳統(tǒng)等通道轉(zhuǎn)角擠壓(EqualChannelAngularPressing，簡(jiǎn)稱ECAP)技術(shù)能細(xì)化晶粒和調(diào)控晶體取向的優(yōu)點(diǎn)，是一種連續(xù)加工制備大應(yīng)變材料的有效方法。本文首先借助DEFORM-3D有限元仿真軟件對(duì)軋制驅(qū)動(dòng)等通道轉(zhuǎn)角大應(yīng)變技術(shù)進(jìn)行了研究，之后進(jìn)行大應(yīng)變材料的制備實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行性能

2、與微觀組織檢測(cè)，所開(kāi)展的工作和創(chuàng)新成果如下。
　　 (1)研究了通道夾角對(duì)R-ECA大應(yīng)變技術(shù)的影響。大應(yīng)變加工2024鋁合金時(shí)，隨著模具通道夾角的增大，工件產(chǎn)生的有效應(yīng)變逐漸變小，表面形貌改善，總扭矩與主動(dòng)輪扭矩逐漸變小，主動(dòng)輪所占總扭矩之比減小，扭矩分配更加合理，能耗特性減小。與5052鋁合金相比，在相同通道夾角下，有效應(yīng)變有所提高，表面形貌的變化基本一致。工件的主動(dòng)輪扭矩與能耗特性都較高，由此得出材料特性改變時(shí)，材料應(yīng)力-

3、應(yīng)變曲線圍成的面積越大，大應(yīng)變裝置需要提供更大的扭矩，并相應(yīng)的增加了能耗。
　　 (2)研究了大應(yīng)變加工及后續(xù)退火熱處理對(duì)工業(yè)純鋁的力學(xué)性能與微觀組織的影響。大應(yīng)變加工均提高了工業(yè)純鋁的硬度與屈服強(qiáng)度。R-ECA大應(yīng)變加工結(jié)合后續(xù)200℃×1h的熱處理使材料強(qiáng)度進(jìn)一步提高。后續(xù)350℃×1h熱處理使材料獲得較好的強(qiáng)度與塑性的匹配。軋制大應(yīng)變加工及后續(xù)熱處理未能從根本上降低晶體的取向程度，而R-ECA大應(yīng)變加工結(jié)合后續(xù)500℃×1

4、h熱處理巨大地降低了晶體取向，使得XRD譜與無(wú)晶體取向鋁的XRD譜非常接近。
　　 (3)研究了大應(yīng)變加工及后續(xù)退火熱處理對(duì)5052鋁合金的力學(xué)性能與微觀組織的影響。大應(yīng)變加工均提高了5052鋁合金的硬度與屈服強(qiáng)度，但R-ECA大應(yīng)變加工的提升幅度更大。軋制結(jié)合后續(xù)200℃×1h熱處理使材料的強(qiáng)度進(jìn)一步提高并同時(shí)提高了塑性。軋制結(jié)合后續(xù)熱處理則不僅沒(méi)有降低晶體取向反而增加了晶體取向，R-ECA結(jié)合后續(xù)500℃×1h熱處理巨大地降

5、低了晶體取向，使得XRD譜與無(wú)晶體取向鋁的XRD譜非常接近。說(shuō)明了R-ECA技術(shù)結(jié)合后續(xù)熱處理工藝大幅調(diào)控材料晶體取向的可行性。
　　 (4)首次建立了大應(yīng)變工業(yè)純鋁強(qiáng)化機(jī)理的數(shù)學(xué)模型。采用X射線衍射分析(XRD)對(duì)材料內(nèi)部位錯(cuò)密度進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)大應(yīng)變工業(yè)純鋁內(nèi)部的位錯(cuò)密度很低，大應(yīng)變加工不能使工業(yè)純鋁內(nèi)部有效累積位錯(cuò)。采用電子背散射衍射分析技術(shù)(EBSD)對(duì)材料內(nèi)部低角度晶界與高角度晶界進(jìn)行表征。基于σLAGB+σρ=MαG(