【摘 要】
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等通道转角挤压(ECAP)方法是通过严重塑性变形(SPD)方法制备超细晶材料的重要方法之一.目前,对于ECAP方法制备的fcc结构的超细晶材料(比如铜、铝、铜铝合金等)的研究比较
【机 构】
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昆明理工大学,云南昆明650093;东北大学,辽宁沈阳110819东北大学,辽宁沈阳110819昆明理工大学,云南昆明650093
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等通道转角挤压(ECAP)方法是通过严重塑性变形(SPD)方法制备超细晶材料的重要方法之一.目前,对于ECAP方法制备的fcc结构的超细晶材料(比如铜、铝、铜铝合金等)的研究比较多,而对于bcc结构的超细晶金属认识却相对匮乏.本文选用典型的bcc结构金属纯铁作为研究对象,经过ECAP处理获得超细晶纯铁.通过对超细晶纯铁在不同温度下(从室温到300℃的温度范围)力学性能以及变形机制和微观组织结构的分析,探讨了ECAP处理对工业纯铁高温变形及损伤行为影响.结果表明:ECAP方法可以有效地细化工业纯铁晶粒,晶粒尺度随着ECAP道次的增加呈现细化愈加明显的趋势,平均晶粒尺度由一道次的1μm细化到二道次的0.5μ m,晶粒大部分为拉长的晶粒,部分区域也存在等轴晶粒,晶粒拉长的方向与通道的轴向大致成25°夹角.ECAP工艺使工业纯铁内部引进高密度和较高的内应力.这种晶粒尺度、晶粒形状以及高密度位错同时影响了ECAP铁的力学性能及表面变形特征.超细晶铁的压缩屈服应力和稳态流变应力明显比粗晶工业纯铁升高,而且随着ECAP道次的增加而增大.超细晶铁表现出快速应变硬化之后进入伴有软化现象的稳态流变阶段的特征,在各温度下的软化率随着挤压道次的增加而减小.其屈服应力和稳态流变应力都随着温度的升高而降低.ECAP处理使工业纯铁的变形机制由粗晶铁时的晶内滑移与晶界迁移相结合的方式转变为以剪切变形为主晶内滑移和晶界迁移为辅的变形机制.ECAP过程使材料的晶粒细化,在晶界处聚集了高密度位错,这些微观结构特征使得材料的变形机制发生了变化.
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