等通道双转角挤压工业纯钛的剧烈塑性变形行为

作者：王晓溪; 张翔; 薛克敏; 夏晓雷

来源：塑性工程学报, 2023, 30(10): 33-42.

DOI：10.3969/j.issn.1007-2012.2023.10.003

• 等通道双转角挤压
• 有限元模拟
• 工业纯钛
• 晶粒细化
• 组织性能

针对难变形材料等通道转角挤压(ECAP)变形不均匀、表面易损伤开裂和模具内角磨损严重等问题，设计了一种新型等通道双转角挤压(ECDAP)工艺。采用Deform-3D软件对工业纯钛单道次ECDAP变形行为进行了三维有限元模拟，研究了坯料内部金属流动、挤压载荷、等效应变、平均应力、变形损伤以及模具应力的分布及变化规律，并将其与传统ECAP工艺进行对比。在此基础上，开展工业纯钛ECDAP工艺实验验证，对变形试样微观组织和力学性能进行了测试分析。结果表明，与传统ECAP相比，新型单道次ECDAP工艺实现了“一次挤压，两次剪切”的连续变形目的，可在保证坯料获得良好应变累积的前提下，降低工业纯钛挤压载荷，提高材料内部静水压力和变形均匀性，减小坯料变形损伤和模具内角磨损。单道次变形后，工业纯钛内部累积等效应变约为0.879,原始粗大晶粒受剧烈剪切发生明显细化，微观组织中存在大量的细小亚晶和一定数量的形变孪晶。同时，材料得到了显著强化，工业纯钛抗拉强度和显微硬度分别提升至433.7 MPa和174.1 HV,并表现出良好的塑韧性。

• 单位
  合肥工业大学; 徐州工程学院; 机电工程学院