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《ECAP挤压亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料强韧化研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，对材料性能的要求日益提高，尤其是对于具有高强度、良好韧性和优异加工性能的金属材料需求迫切。
铝基复合材料因其轻质、高强、耐腐蚀等特性，在航空航天、汽车制造及电子封装等领域具有广泛应用。
ECAP（Equal Channel Angular Pressing）挤压技术作为一种有效的材料加工方法，能显著改善金属材料的力学性能。
本研究致力于探讨ECAP挤压对亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料强韧化效果的影响，为该类材料的实际应用提供理论依据。
二、实验材料与方法1. 材料制备本实验选用亚共晶Al-Mg2Si合金作为研究对象，通过合适的热处理工艺制备出原位复合材料。
2. ECAP挤压工艺采用ECAP挤压技术对制备的亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料进行加工，设置不同的挤压道次和温度，观察其对材料性能的影响。
3. 性能测试通过显微硬度测试、拉伸试验、断口形貌观察及物相分析等方法，评估ECAP挤压后材料的力学性能。
三、实验结果与分析1. 显微结构观察通过光学显微镜和扫描电子显微镜观察ECAP挤压前后材料的显微结构，发现挤压后材料晶粒明显细化，且分布更加均匀。
2. 力学性能分析（1）硬度测试：ECAP挤压后，材料的硬度得到显著提高，随着挤压道次的增加，硬度呈现先增后稳的趋势。
（2）拉伸性能：挤压后材料的抗拉强度和延伸率均有明显提升，表明材料的韧性和强度得到同步增强。
（3）断口形貌：断口形貌显示，挤压后材料的断裂方式由脆性断裂向韧性断裂转变，表明其韧性的提高。
3. 强化机制探讨ECAP挤压过程中，材料的晶粒细化是强化机制之一。
此外，原位生成的Mg2Si相与铝基体的界面结合强，对提高材料的强度和韧性也有重要贡献。
同时，挤压过程中产生的位错密度增加、亚结构改善等也对材料性能的提升起到了关键作用。
四、讨论本研究结果表明，ECAP挤压对亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料的强韧化效果显著。
文章编号:1006-4710(2005)03-0227-05ECAP 挤压L2纯铝的微观组织演化规律张忠明1,2,徐春杰1,田景来1,王锦程2,郭学锋1(1.西安理工大学材料科学与工程学院,陕西西安710048;2.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072)摘要:用等通道转角挤压对纯铝L2进行10道次挤压,结果表明:挤压1道次后,原来晶粒尺寸为1m m 的等轴晶沿剪切方向被拉长为条带状晶,在条带状晶粒之间出现被剪切破碎的细小亚晶粒。
挤压2道次后,出现了少量等轴晶。
挤压4道次后,晶粒取向性变得不太明显,小角度晶界的亚晶粒逐步向大角度晶界的等轴晶演化,晶粒细化到1L m 。
随挤压道次的继续增加,晶粒大小不再变化,而形状向等轴状演化。
挤压10道次后,合金组织由晶粒大小为1L m 的等轴晶组成。
ECAP 挤压中,纯剪切变形和应变量的双重作用导致晶粒细化。
当晶粒尺寸小于临界尺寸时,剪切变形对晶粒的细化起主要作用;当达到临界尺寸后,应变量起主要作用,表现在使合金组织形貌向等轴晶转变。
关键词:等通道转角挤压(ECAP);组织演化;细化机制中图分类号:TG111.7,T G113.12 文献标识码:AMicrostructural Evolution Laws of Pure Al L 2DuringEqual Channel Angular PressingZH ANG Zhong -ming 1,2,XU Chun -jie 1,TIAN Jing -lai 1,WANG Jin -cheng 2,GUO Xue -feng 1(1.Scho ol of M ater ial Science and Eng ineering ,Xi'an U niver sity of T echno lo gy ,Xi'an 710048,China;2.Stat e K ey L abor ator y of So lidif ication P rocessing,No rthw ester n Polytechnical U niver sity ,Xi'an 710072,China)Abstract:T he billets of industrial pure aluminum L2alloy w ere pressed by equa-l channel ang u -lar pressing (ECAP)technique for 10passes.T he result show s that after 1pressing,the orig-inal co ar se equiaxed g rains (grain size is 1mm )turns to be band -like grain textures in the shear -ing direction;and that sm aller sub -gr ains pro duced by sev ere shearing deformation distributebetw een band -like grains.After 2pressing s,small amount of fine equiaxed g rains appear in themicro structure.After 4pressings,orientatio n o f the grains is not distinct,and sub -grains w ithsmall ang le g rain boundary tend to hav e been tr ansform d to equiax ed g rains w ith hig h ang lebo undary,and the g rain size is refined to 1L m.As the pressing passes increase,the ratio o ffine equiax ed g rains in m icrostr ucture is increasing.After the alloy is pressed fo r 10passes,the m icrostructures consist o f all fine equiax ed grains and grain size is 1L m.Grain r efinementin ECAP can be attributed to pure shear deformation and strain am ount,but the tw o facto rsplay different role in differ ent stag es.When the grain size of the alloy is sm aller than the crit-ical grain size,pure shear deform ation play s a main ro le in g rain refinement;w hile the g rain sizeof the alloy reaches the critical gr ain size,strain am ount plays a main role,as show n in makingthe allo y structure appearance transfo rm into all fine equiax ed grains.Key words:ECAP;microstructure evolution;refinement machanism收稿日期:2005-03-02基金项目:航空科学基金(02G53052),陕西省自然科学研究计划项目(2003E1),陕西省教育厅专项科研计划项目(03JK 132),凝固技术国家重点实验室开放课题资助项目(200401)。
《ECAP挤压亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料强韧化研究》篇一摘要：本文针对亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料，通过等径角挤压（ECAP）工艺进行强化处理，研究其对材料强韧化性能的影响。
通过实验分析，探讨了ECAP挤压过程中材料的组织结构变化、力学性能提升及强化机制，为进一步优化铝基复合材料的性能提供理论依据。
一、引言随着现代工业的快速发展，轻质、高强度的金属材料受到广泛关注。
亚共晶Al-Mg2Si合金作为一种典型的铝基复合材料，因其良好的物理性能和加工性能，在航空航天、汽车制造等领域具有广泛应用。
然而，如何进一步提高其力学性能，特别是强韧化性能，成为研究的热点。
等径角挤压（ECAP）作为一种有效的材料加工方法，能够显著改善金属材料的组织结构，提高其力学性能。
因此，本文旨在研究ECAP挤压对亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料强韧化性能的影响。
二、实验材料与方法1. 材料制备选用亚共晶Al-Mg2Si合金作为研究对象，通过熔炼、浇注和后续处理得到原位复合材料。
2. ECAP挤压工艺采用等径角挤压（ECAP）工艺对材料进行强化处理。
设置合适的挤压温度、挤压速度及挤压道次，对材料进行多次挤压。
3. 实验方法通过金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射等手段，观察ECAP挤压前后材料的组织结构变化；通过拉伸试验、硬度测试等手段评估材料的力学性能。
三、实验结果与分析1. 组织结构变化ECAP挤压后，亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料的晶粒得到显著细化，晶界清晰，第二相颗粒分布更加均匀。
这有利于提高材料的力学性能。
2. 力学性能提升经过ECAP挤压处理后，亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料的抗拉强度、屈服强度及延伸率均有所提高。
这表明ECAP挤压能够有效提高材料的强韧化性能。
3. 强化机制ECAP挤压过程中，材料的晶粒细化、第二相颗粒的均匀分布以及晶界强化的综合作用，共同提高了材料的力学性能。
此外，ECAP挤压还能引入一定的残余应力，进一步提高材料的强度。
《ECAP挤压亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料强韧化研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，对材料性能的要求越来越高，特别是对于金属材料，其强度和韧性是评价其性能的重要指标。
原位复合材料作为一种新兴的金属材料，其优良的性能在多个领域具有广泛应用前景。
铝基合金中的亚共晶Al-Mg2Si复合材料因其在力学性能、耐腐蚀性以及高温稳定性等方面的突出表现，已成为众多研究的热点。
本篇论文将重点研究ECAP挤压对亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料的强韧化效果。
二、实验材料与方法1. 材料选择实验选用亚共晶Al-Mg2Si合金作为研究对象，该合金具有良好的加工性能和较高的力学性能。
2. 实验方法采用ECAP挤压技术对亚共晶Al-Mg2Si合金进行处理，观察其组织结构变化和力学性能变化。
同时，采用扫描电镜、透射电镜等手段对挤压后的材料进行微观结构分析。
三、实验结果与分析1. 组织结构变化经过ECAP挤压处理后，亚共晶Al-Mg2Si合金的组织结构发生了显著变化。
金属晶粒明显细化，且呈现出更为均匀的分布状态。
此外，Mg2Si相在基体中的分布也更加均匀，这有利于提高材料的力学性能。
2. 力学性能分析经过ECAP挤压处理后，亚共晶Al-Mg2Si合金的强度和韧性均得到了显著提高。
具体表现为屈服强度、抗拉强度以及延伸率均有较大幅度的提升。
这表明ECAP挤压技术可以有效地强韧化亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料。
3. 微观结构分析通过扫描电镜和透射电镜观察发现，ECAP挤压过程中产生的剪切带和孪晶等微观结构对材料的强韧化起到了重要作用。
这些微观结构可以有效地阻碍位错运动，提高材料的强度和韧性。
此外，均匀分布的Mg2Si相也能有效地提高材料的力学性能。
四、讨论与结论本实验结果表明，ECAP挤压技术可以有效地强韧化亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料。
通过组织结构分析和力学性能测试，发现ECAP挤压处理后的材料具有更细小的晶粒和更为均匀的微观结构，这有利于提高材料的强度和韧性。
【关键字】研究纯铝在步进式连续挤轧变形中的变形及晶粒细化的研究单位名称：材料物理与化学研究所专业名称：材料物理东北大学摘要细晶强化能够在提高材料强度的同时提高材料的塑性。
在传统的细化晶粒方法中，大塑性变形方法以其可制备大块、致密的材料的同时兼有工艺简单、成本低廉等诸多优点而被广泛研究，但这些方法大多是由于一些缺陷而无法满足大规模的工业化生产。
本文改进了实现材料大变形的实验装置，在有限元模拟（FEM）指导的情况下，探索了纯铝在步进式挤轧变形中的变形及晶粒细化规律。
本文首先是通过有限元模拟，发现挤轧变形时样品的推进长度、推进速度等因素对挤轧变形过程有很大的影响，模拟后得出最佳的实验条件，然后根据模拟结果改进实验装置以及实验条件。
最后本文所采用装置推进长度为20mm，推进速度为5mm/s时，可以使纯铝试样顺利地发生挤轧变形,使得材料晶粒发生明显细化。
模拟结果表明，在推进压力一定的条件下，样品挤轧变形速率仅和样品与轧辊间的摩揩系数有关，与轧辊的转速无关。
挤轧变形及热处理实验结果表明，当挤轧道次为4道次，退火温度为200℃，退火时间为10min时，所获得的晶粒尺寸细小均匀，晶粒细化效果最好。
关键词：大塑性变形；晶粒细化；有限元分析；微观组织；纯铝。
AbstractFine-grain strengthening can improve the plasticity and toughness of materials at the same time. In traditional method of fine grains, large plastic deformation methods are widely praised highly, for its preparation that can make large, compact material with simple process, low cost, and many other advantages. But most of these methods cannot be applied for large-scale industrial production because of some defects at last. This article improves the material experiment device of large plastic deformation, and explores deformation behavior and grain refinement of the pure aluminum in step-by-step continuous extrusion-rolling process under the condition of the finite element method guidance.This article founds some factors of extrusion-rolling deformation such as the length of pushing sample, and the velocity of pushing that has a big impact on extrusion-rolling process by finite element method. The best experimental conditions can be obtained after finite element method, This article improves the material experiment device and experiment condition according to the results of the finite element method. This article shows it can make extrusion-rolling deformation of pure aluminum sample smoothly with the equipment with 20mm-long of pushing sample and 5mm/s advancing speed; meanwhile the internal grain of material has been refined. Simulation results show that extrusion-rolling deformation rate of samples is only related with the coefficient of friction between the samples and the roll, and has nothing to do with the speed of the rolling, in the given conditions of propelling pressure. The results of extrusion-rolling deformation and the heat treatment experimental shows that the fine and uniform grain can be obtained under the shear deformation for 4 times, the annealing temperature is 200 ℃, the annealing time for 10 min, and the effect of grain refinement is best.Key words: large plastic deformation; grain refinement; finite element method (FEM); microstructure; pure aluminum目录毕业设计（论文）任务................................................................ 错误!未定义书签。
《ECAP挤压亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料强韧化研究》篇一一、引言近年来，随着科技和工业的不断发展，对金属材料的性能要求不断提高。
铝基复合材料因其在高强度、良好的耐腐蚀性及低成本等优点，得到了广大科研人员的广泛关注。
尤其是亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料，其通过特定的制备工艺，能够在材料内部形成原位增强的第二相颗粒，显著提高材料的综合性能。
本文将重点探讨通过ECAP（等通道转角挤压）技术处理后的亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料的强韧化行为和性能研究。
二、ECAP挤压技术概述ECAP挤压技术是一种通过重复挤压和转角过程来细化金属材料晶粒的工艺方法。
在ECAP过程中，材料经过一系列模具的转角挤压后，能够获得细化的晶粒结构和优良的力学性能。
这一技术广泛应用于金属材料尤其是铝合金的加工中，能够显著提高材料的强度和韧性。
三、亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料的制备与特性亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料是通过特定的熔炼和凝固过程制备得到的。
在凝固过程中，由于溶质元素分布不均和共晶反应的进行，会形成亚共晶结构的基体以及Mg2Si原位增强的第二相颗粒。
这些第二相颗粒在材料内部起到了强化基体、提高材料力学性能的作用。
四、ECAP挤压对亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料的影响通过将亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料进行ECAP挤压处理，能够有效改善材料的组织结构和性能。
ECAP挤压过程中的多次变形和再结晶过程能够使材料内部的晶粒细化，从而提高材料的强度和韧性。
此外，ECAP挤压还能够使第二相颗粒在基体中分布更加均匀，进一步提高材料的综合性能。
五、强韧化机制研究本文通过实验和理论分析相结合的方法，研究了ECAP挤压后亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料的强韧化机制。
研究表明，通过ECAP挤压，材料的抗拉强度、屈服强度以及延伸率都得到了显著的提高。
这一强化效果主要来自于两个方面：一是晶粒细化带来的强度提高；二是第二相颗粒的强化作用。
收稿日期:2008208220; 修订日期:2008209212作者简介:斯志军(19822 ),浙江诸暨人,硕士生.研究方向:材料强化.Em ail :sizhijun2005@ECAP 变形后纯铜的热稳定性研究斯志军,丁雨田,周怀存,胡 勇(兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,甘肃兰州730050)摘要:对ECA P 变形后的纯铜进行了不同温度下的再结晶退火试验研究,然后对力学性能进行测试并对组织进行了观察,以分析等径角挤压后材料的热稳定性能。
结果表明,ECA P 变形后的纯铜在240℃以下保持较高的强度,热稳定性较好,而在240℃以上,其强度急剧下降,热稳定性变差。
关键词:等径角挤压;再结晶退火;热稳定中图分类号:T G146.1+1 文献标识码:A 文章编号:100028365(2008)1121584204In v e s ti g a ti o n of The r mal S t a bilit y of Pur e Cop p e r Af t e r ECA PSI Zhi 2jun ,DING Yu 2tian ,ZH OU H uai 2cun ,HU Yong(State K ey Lab.of Advanced N ew Non 2ferrous Metal Materials ,G ansu Province ,Lanzhou U niv.of T ech.,Lanzhou 730050,China)Abs t rac t :In order to analyze the thermal stability of the pure copper after the ECAP ,therecrystalization annealing te st at different temperature s was conducted ,and the micro structure was analyzed ,and the mechanical propertie s were te sted.The re sults show that the ECAP pure copper has a high strength and good thermal stability below 240℃,but the strength decrease s dramatically and the thermal stability become s worse above 240℃.Ke y w ords :ECAP ;Recrystalization annealing ;Thermal stabilitity 晶粒细化是材料强化最有效的方式之一,大量研究表明,强烈塑性变形方法(Severe Plastic Deforma 2tion ,简称SPD )可以有效地细化晶粒,从而可以获得亚微米级(晶粒尺寸小于1μm )甚至纳米晶结构。
《ECAP挤压亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料强韧化研究》篇一摘要：本文通过研究ECAP（等通道角挤压）工艺对亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料的影响，探讨了其强韧化机制。
通过实验分析，我们发现ECAP挤压处理能够显著提高材料的力学性能，特别是强度和韧性。
本文详细介绍了实验过程、结果及分析，为进一步优化材料性能提供了理论依据和实验支持。
一、引言近年来，Al-Mg2Si原位复合材料因其在航空航天、汽车制造等领域的广泛应用而备受关注。
这种材料具有优良的力学性能和物理性能，但其强度和韧性仍有待进一步提高。
ECAP挤压作为一种有效的材料加工技术，在金属材料加工中具有显著的优势。
因此，研究ECAP挤压对亚共晶Al-Mg2Si原位复合材料的影响，对提升其强韧化性能具有重要意义。
二、实验材料与方法1. 材料选择与制备本实验选用亚共晶Al-Mg2Si合金作为研究对象，通过合适的熔炼和铸造工艺制备出原始材料。
2. ECAP挤压处理将制备好的合金材料进行ECAP挤压处理，探讨不同挤压参数对材料性能的影响。
挤压过程中需严格控制温度和速度等参数。
3. 性能测试与表征通过硬度测试、拉伸试验、金相显微镜观察、扫描电镜分析等手段，对材料的力学性能和微观结构进行表征和分析。
三、实验结果与分析1. 微观结构观察金相显微镜和扫描电镜观察显示，ECAP挤压后，Al-Mg2Si 合金的晶粒得到了显著的细化，且晶界更加清晰。
这有利于提高材料的力学性能。
2. 力学性能分析硬度测试和拉伸试验结果表明，经过ECAP挤压处理的Al-Mg2Si合金，其硬度、抗拉强度和延伸率均有所提高。
特别是经过多次挤压后，材料的强韧化效果更加明显。
3. 强韧化机制探讨通过对挤压后材料的微观结构和性能进行综合分析，我们发现ECAP挤压通过细化晶粒、优化晶界结构、引入纳米级亚结构等机制，显著提高了Al-Mg2Si合金的强韧化性能。
此外，挤压过程中产生的残余应力也有助于提高材料的力学性能。
室温ECAP工业纯钛组织热稳定性研究
王幸运;赵西成;杨西荣
【期刊名称】《轻金属》
【年(卷),期】2010()3
【摘要】采用两通道夹角Φ=120°,外圆角Ψ=20°的模具在室温不采用中间退火条件下成功实现工业纯钛(TA1)高达8道次等径弯曲通道变形,制备出超细晶工业纯钛。
研究了室温ECAP工业纯钛的组织热稳定性能。
结果表明,ECAP变形后的工业纯
钛组织在400℃以下保持较高的硬度,热稳定性较好,而在400℃以上,发生了再结晶,硬度急剧下降,热稳定性变差。
【总页数】3页(P48-50)
【关键词】等径弯曲通道变形(ECAP);工业纯钍;再结晶退火;热稳定性
【作者】王幸运;赵西成;杨西荣
【作者单位】西安建筑科技大学冶金工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG146
【相关文献】
1.工业纯钛室温ECAP变形的组织和性能 [J], 王成;赵西成;杨西荣;王幸运
2.来函照登——关于《工业纯钛室温ECAP变形的组织和性能》一文的更正声明[J],
3.变形方式对工业纯钛室温ECAP组织及性能影响 [J], 杨西荣;赵西成;付文杰
4.工业纯钛在120°模具中的多道次ECAP室温变形组织与性能(英文) [J], 杨西荣;赵西成;付文杰
5.室温ECAP变形工业纯钛的微观组织研究 [J], 王成;赵西成;杨西荣;王幸运
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