连续剪切方法细化金属带材晶粒的研究

论文题目: 连续剪切方法细化金属带材晶粒的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 材料加工工程

作者: 程石来

导师: 侯英玮

关键词: 连续剪切变形,板材,紫铜

文献来源: 大连交通大学

发表年度: 2005

论文摘要: 适度的品粒细化，是提高材料使用性能和加工成形性能的有效手段。等通道转角挤压技术(Equal Channel Angular Pressing，简称ECAP)，是一种通过简单的剪切原理使材料产生强烈的塑性变形，从而实现制备超细晶块体或棒体材料的有效方法。板材连续剪切变形技术(Continuous ConfinedStrip Shearing，简称C2S2)足在ECAP技术的基础上发展起来的一种新的专门用于制备细晶板材的方法。 研究中，首先对C2S2试验装置进行了改进设计。根据C2S2试验剪切变形的实际，在有摩擦的情况下，建立了试样处于模具转角处的宏观力学模型。利用所建的宏观模型，确定了变形力的计算方法，校核了改进设计后的试验装置强度。另外，借助于MAFAP-2D软件，对剪切变形过程巾摩擦因子、模具转角ψ等因素对试验过程的影响进行了模拟与分析。这些工作为后工序中试样的顺利制备，提供了有力的工艺保障和理论指导。 试验中，选取了2mm厚的1050A铝板、T2紫铜板材为研究材料，并对试样分别进行了6或9道次的C2S2变形加工处理。通过对加工后试样进行实验室金相分析观察，总结了试样Y平面微观组织的演化规律及细化效果：1050A铝板材经过5道次的C2S2变形后品粒由原始的12.4μm细化到5.5μm，并且晶粒均匀；580℃×40min退火的T2紫铜经过6道次的C2S2变形后晶粒尺寸由退火态的54.3μm细化到13.8μm，有明显的方向性。 力学性能测定实验表明：轧制态的1050A铝板材经5道次的C2S2变形后，其抗拉强度由240MPa提高到360MPa，维氏硬度由原来的52.5提高到95.3；580℃×40min退火态的T2紫铜板材，经6道次的C2S2变形后，其抗拉强度由210MPa提高到330MPa，维氏硬度由原来的63.4提高到130；3～4道次后，力学性能提高的幅度很小。

论文目录:

第一章 绪论

1.1 大塑性变形法(SPD)

1.1.1 SPD法的原理及特点

1.1.2 SPD法的分类及应用现状

1.2 等径通道转角挤压法(ECAP)

1.2.1 ECAP方法的原理及特点

1.2.2 ECAP的研究现状及材料组织性能

1.3 C2S2方法的基本原理及现状

1.3.1 C2S2方法的基本原理

1.3.2 C2S2与ECAP间的关系

1.3.3 C2S2方法的发展现状

1.4 论文工作

1.4.1 课题的来源及意义

1.4.2 论文期间的主要工作

本章小结

第二章 实验装置的改进设计

2.1 原实验装置的结构特点

2.1.1 原实验装置的结构简介

2.1.2 原实验装置的特点及不足之处

2.2 实验装置改进方案的选择

2.2.1 实验装置的改进

2.2.2 实验装置的三维设计

2.3 改进后装置的力学分析

2.3.1 变形力的计算

2.3.2 改进后装置的强度校核

2.4 实验装置零件的加工及调试

2.4.1 零件的选材与加工

2.4.2 实验装置的组装调试

本章小结

第三章 实验方案及实验过程

3.1 实验方案的确定

3.1.1 实验材料

3.1.2 实验方案

3.2 变形过程的数值模拟

3.3 C2S2实验

3.3.1 试样的制备

3.3.2 拉伸试验

3.3.3 硬度试验

3.3.4 显微组织及断口观察

本章小结

第四章 实验结果与分析

4.1 变形过程的数值模拟

4.1.1 摩擦因子m的影响

4.1.2 外接圆弧角Ψ的影响

4.2 显微组织的变化

4.2.1 显微组织的一般变化

4.2.2 退火工艺对显微组织的影响

4.3 材料力学性能的变化

4.3.1 拉伸性能的变化

4.3.2 硬度性能的变化

本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

发布时间: 2006-11-23

参考文献

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