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1、材料在等通道轉(zhuǎn)角擠壓(ECAP)制備過程中經(jīng)過劇烈塑性變形,在材料內(nèi)部累積了大量?jī)?nèi)應(yīng)力,組織處于亞穩(wěn)狀態(tài),在外加載荷和溫度作用下,很容易發(fā)生結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,從而性能降低。目前,對(duì)于ECAP制備的材料,研究重點(diǎn)集中在室溫環(huán)境下力學(xué)行為以及相應(yīng)微觀結(jié)構(gòu)變化等方面,而對(duì)高溫變形行為的認(rèn)識(shí)還不夠系統(tǒng)。本文選取BCC結(jié)構(gòu)的工業(yè)純Fe和FCC結(jié)構(gòu)的純Al,通過Bc路徑分別進(jìn)行1和4道次ECAP擠壓制備的純Fe和純Al為研究對(duì)象,研究退火處理和應(yīng)變速率對(duì)其
2、高溫變形行為、變形特征和微觀結(jié)構(gòu)的影響,以期為ECAP制備的材料的高溫力學(xué)行為研究提供有益的參考。
與工業(yè)純Fe相比,ECAP處理使其高溫壓縮屈服應(yīng)力提高兩倍以上。ECAP Fe在快速應(yīng)變硬化后發(fā)生輕微軟化,隨后又發(fā)生應(yīng)變硬化,溫度越高,軟化越明顯,屈服應(yīng)力先隨溫度升高快速下降,在300℃時(shí)反而上升;400℃退火有效改善了ECAP Fe在流變階段發(fā)生的軟化現(xiàn)象,且屈服應(yīng)力均高于未退火ECAP Fe的,但高溫壓縮在流變階段仍表現(xiàn)
3、出一定程度的軟化現(xiàn)象,軟化程度與壓縮溫度有關(guān);初始ECAP Fe的微觀結(jié)構(gòu)以位錯(cuò)胞和板條狀結(jié)構(gòu)為主,板條內(nèi)位錯(cuò)密度較高,400℃退火后,以再結(jié)晶晶粒和板條狀結(jié)構(gòu)為主,但板條內(nèi)位錯(cuò)密度降低。不同溫度壓縮后,兩種狀態(tài)的ECAP Fe微觀結(jié)構(gòu)以位錯(cuò)胞和亞晶為主,隨溫度升高,亞晶數(shù)量顯著增加,位錯(cuò)密度下降,300℃時(shí)仍能觀察到一定數(shù)量的板條狀結(jié)構(gòu);ECAP Fe在溫度低于200℃時(shí),變形主要以剪切變形為主,晶內(nèi)滑移為輔,孔洞及裂紋大多沿剪切帶萌
4、生,當(dāng)溫度為300℃,主要以單方向的剪切變形為主,裂紋沿剪切帶和晶界萌生。400℃退火后,變形仍以剪切為主,且隨著溫度的升高,晶內(nèi)滑移作用越來越明顯。
對(duì)于ECAP Al,當(dāng)壓縮溫度低于200℃時(shí),在兩種應(yīng)變速率下,在流變初始階段均發(fā)生了輕微軟化,隨后進(jìn)入硬化階段,屈服應(yīng)力隨溫度升高下降,200℃時(shí),10-2s-1下的屈服應(yīng)力反而提高,繼續(xù)提高溫度,流變階段一直發(fā)生應(yīng)變軟化,屈服應(yīng)力快速下降,但此時(shí)10-2s-1下的屈服應(yīng)力高
5、于10-3s-1下的;壓縮形變以剪切為主,應(yīng)變速率對(duì)其影響不大,而溫度的影響較大,低于200℃,隨溫度升高,次級(jí)剪切帶越容易開動(dòng),200℃以上,次級(jí)剪切帶逐漸消失;微觀結(jié)構(gòu)以亞晶為主,在10-2s-1下,室溫時(shí)的亞晶尺寸較為均勻,平均約為1.2μm,隨溫度提高,亞晶尺寸逐漸出現(xiàn)兩極分化現(xiàn)象,300℃時(shí),兩極分化現(xiàn)象消失,尺寸增大至~2μm,而在10-3s-1時(shí),亞晶尺寸未出現(xiàn)兩極分化現(xiàn)象。
綜上所述,對(duì)于BCC結(jié)構(gòu)ECAP F
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