A thermal activation based constitutive model for the dynamic deformation of AA5083 processed by large-scale equal-channel angular pressing

Aluminum alloy 5083 (AA5083) processed by large-scale Equal-channel angular pressing (ECAP) is an excellent engineering material with great prospects for industrial applications. An accurate assessment of the underlying constitutive relationships with easily determined material constants is critical for the predictive design and informed processing of such structural materials. To develop such a design framework, uniaxial dynamic compressive tests over a wide range of temperatures (293–573 K) were carried out for an ECAP-processed AA5083 alloy. Additionally, the microstructure before and after dynamic loading was characterized by SEM and TEM. Based on the experimental results, a new dynamic constitutive model, based on thermal activation theory, was established to describe the plastic flow behavior of the AA5083 alloy that incorporates the effects of plastic strain, temperature, and strain rate. The input parameters of the new model were determined using a particle swarm optimization (PSO) method. The model predictions show excellent agreement with experimental results, which suggests that the current predictive constitutive model is highly effective in reproducing the dynamic deformation behavior of the large-scale ECAP-processed AA5083.     

等通道转角挤压工艺制备超细化合金的研究与进展

等通道转角挤压技术（简称ECAP）是制备超细晶粒金属块材的最新研究领域之一。本文阐述了ECAP的研究目的与意义。说明了ECAP的原理，探讨了ECAP的国内外研究现状及进展，指出了ECAP急待解决的五大问题，具有较好的实用价值。     

热处理对超细晶稀土镁合金组织和性能的影响

镁合金作为目前工业应用中最轻的结构材料之一,在航空航天领域具有良好的应用前景。细晶镁合金因其优越的力学性能受到人们关注,但其热稳定性在一定程度上限制了其应用。为此,使用等通道角挤压(ECAP)对Mg-Y-Zn-Zr合金进行强烈塑性变形,得到超细晶镁合金,对其进行不同温度、不同时间条件下的退火处理,以进一步提高该合金的塑性,研究该合金在高温下的稳定性。对处理后的样品进行力学性能测试,显微结构观察,背散射电子衍射(EBSD)分析。结果显示:在200～300℃下保温0.5 h,可以在保持变形合金强度的情况下提高合金塑性,且低温处理的合金内部基本没有出现再结晶现象。该合金热稳定性好,可作为轻量化材料应用到多种航空航天部件中。     

室温ECAP变形对T250马氏体时效钢组织和性能的影响

研究等径弯曲通道变形(ECAP)过程中T250马氏体时效钢的组织变化规律,以及后续时效处理过程中,时效时间对硬度的影响。采用ECAP工艺对T250马氏体时效钢进行C方式2道次室温变形,并对原始试样和ECAP变形试样进行480℃/(15~480min)的时效处理。结果表明,随着ECAP道次的增加,材料x面的组织由较均匀整齐的板条状马氏体变成弯曲杂乱的马氏体,且在马氏体上出现位错胞和亚晶,y面则是马氏体板条的持续细化,而z面组织变化不明显;T250马氏体时效钢的硬度随道次增加而逐渐升高,而时效处理对T250钢的提升百分比下降,同时达到峰硬度所需的时间缩短。     

120°模具室温8道次ECAP变形纯钛的组织演化

在室温下以等径弯曲通道变形(ECAP)技术制备超细晶工业纯钛,利用光学显微镜(OM)和透射电子显微镜(TEM)研究室温ECAP变形纯钛微观组织演变过程,并讨论纯钛室温ECAP变形的显微组织演化机制。结果表明:显微组织演化分为3个不同阶段,分别对应3种不同机制:第一阶段在真应变ε≤1.27时,为位错滑移和孪生交互作用细化机制,形成含有高密度位错和孪晶的板条状组织;第二阶段在真应变量1.27<ε<2.54时,为动态回复细化机制,晶粒进一步细化至~0.25μm,形成典型的变形亚晶组织;第三阶段在真应变量ε≥2.54时,为不平衡晶界的转动细化机制,形成平均晶粒尺寸约为0.2μm的等轴状大角度晶界超细晶组织。     

ECAP条件下纯铝的应变行为模拟研究

利用MSC.MARC软件对铸造常态纯Al在ECAP条件下的大变形行为进行了初步的模拟计算工作。通过模拟,可以确定以MARC来模拟材料的力学行为是可行的,关键是材料模型的设计;MARC的模拟结果是可信的。对直角ECAP模具的模拟结果表明,大的剪切应变主要发生在模具的直角拐角附近;且偏向于出料口;下直角处的剪切应变要明显大于他处;最大剪切变形量的连线与底面近似成 45°。     

ECAP变形2J4合金回火后的磁性能研究

研究了磁性材料2J4合金经等径弯曲通道变形(Equal Channel Angular Pressing,简称ECAP)和不同温度回火后的磁性能,并与冷轧变形合金的磁性能进行了对比分析.结果表明,2J4合金随着ECAP变形道次的增加,磁导率增加,4道次ECAP变形的饱和磁感应强度最高.另外,2J4合金的磁性能对回火温度的变化非常敏感,呈波浪式变化.4道次ECAP变形2J4合金沿挤压面(S面)进行85%冷轧变形,在610℃回火后获得的磁性能最好,矫顽力达到3.8364 kA/m.ECAP变形2J4合金沿挤压面的磁性能远优于传统冷轧合金.试验结果证实了采用ECAP变形方式制备高性能磁性材料是可行的.     

ECAP变形2J4合金的显微组织演变

借助光学显微镜和透射电镜对2J4合金等径弯曲通道变形(ECAP)组织进行了研究.结果表明,常温下2J4合金ECAP变形的最大累积真应变达到3.0,相当于压下量达到90%.ECAP变形1道次后,晶粒由30μm转变为具有一定方向性、相互平行的宽约0.35μm、长约为2.5μm的马氏体板条组织.随着变形道次增加,马氏体进一步细化,且出现晶粒从大板条向小的板条及等轴晶转化的趋势.另外,α相转变量随着变形量的增大而增加.     

冷轧ECAP温变形的组织分析

等径弯曲通道变形是制备块体超细晶材料最有效的方法之一,通过使材料经过剧烈塑性变形获得超细晶组织。采用两通道夹角Φ=90°,外圆角Ψ=20°的模具,成功实现工业纯钛BC方式ECAP温变形,制得ECAP温变形试样后,对各道次ECAP温变形后的工业纯钛进行下压量为55%的冷轧变形,观察分析变形试样的显微组织。     

等径弯曲通道变形镁合金的搅拌摩擦焊接

研究了等径弯曲通道变形AZ31镁合金的搅拌摩擦焊工艺,对焊缝的成形特点和力学性能进行了分析.试验结果表明,对厚为15mm的等径弯曲通道变形AZ31镁合金板,工艺参数对焊缝成型有很大的影响,成型性能对焊接速度的敏感程度较铝合金板要大,当焊接速度为37.5mm/min和搅拌头旋转速度为750r/min时,可以获得较好的焊接质量.