镦-剪-挤耦合作用下工业纯铝变形行为及组织性能

作者：王晓溪^*; 张翔; 袁峻池; 董兴兵; 井新宇; 张磊

来源：稀有金属材料与工程, 2021, 50(09): 3176-3183.

• 膨胀不等通道转角挤压
• 数值模拟
• 应变累积
• 晶粒细化
• 力学性能

提出一种集镦粗、剪切和挤压变形于一体的膨胀不等通道转角挤压法(expansion non-equal channel angular extrusion,Exp-NECAE),基于理论分析,采用数值模拟与实验验证相结合的方法,研究多效应耦合作用下工业纯铝剧烈塑性变形行为,探讨分析变形材料对微观组织和力学性能的演变规律。结果表明,Exp-NECAE工艺具有高效率复合成形特点,坯料的变形过程连续、稳定、协调,可分为转角区变形、过渡区变形和完全挤出变形3个不同阶段;变形时材料内部处于理想的三向压应力状态,变形均匀性良好,单道次累积应变量高达2.56,接近理论计算值。1道次Exp-NECAE变形后,在镦-剪-挤耦合简单剪切应变诱导下,工业纯铝晶粒破碎和细化十分明显,材料内部形成了以细小等轴晶为主的混晶组织,平均晶粒尺寸约为2.73μm。同时,材料力学性能提升显著,平均显微硬度(HV)为558 MPa,抗拉强度为161.2 MPa,伸长率为13.9%。断口形貌中存在大量小而深的韧窝,且分布较为均匀,表现出了良好的韧性断裂的特征。

• 单位
  徐州工程学院; 机电工程学院