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《上海交通大学》 2006年
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等通道角挤压变形镁合金微观组织与力学性能研究

靳丽  
【摘要】: 镁合金是很有吸引力的最轻的一类金属结构材料,它们在汽车、机车和航空工业上的应用有广阔的前景。镁是密排六方结构,只有有限的滑移系,又缺乏有效的强化相,限制了镁合金比强度的大幅度提高。目前细化晶粒成为优先考虑用来提高镁合金强度和塑性的一种有效手段,已有的研究表明,等通道角挤压工艺(ECAE)容易实现深度塑性变形。经ECAE变形后镁合金的延伸率提高,但合金的强度却明显降低,综合提高镁合金的强韧性依然非常困难。另外,对ECAE变形过程中Mg-Al-Zn镁合金金的微观组织演变及晶粒细化机制的研究也比较薄弱,而对ECAE变形后细晶粒镁合金的室温变形机制的理解也不够清晰。 本文旨在研究ECAE变形过程中Mg-Al-Zn系镁合金的微观组织演变和变形后合金力学性能。重点讨论ECAE变形过程中合金的晶粒细化机制,变形后合金的室温变形及断裂机制,以及第二相粒子对微观组织演变及力学性能的影响,以期提出改善Mg-Al-Zn系镁合金室温强韧性的有效方法及理论。 为此,选取了应用比较广泛的挤压态Mg-Al-Zn系列镁合金,AZ31、AZ61及AZ91合金作为研究对象。采用金相显微分析(OM)手段以及室温静态拉伸测试,探讨了Mg-Al-Zn系镁合金室温强韧性与晶粒大小、ECAE变形工艺之间的关系,寻求改善合金强韧性的有效途径;采用OM、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射技术(EBSD)以及透射电子显微术(TEM)从不同尺度分析了ECAE变形过程中镁合金的组织演变规律,探讨了ECAE变形过程中Mg-Al-Zn系镁合金的晶粒细化机制;采用X射线衍射技术分析了ECAE变形过程中织构的演变,讨论了织构对镁合金力学性能的影响;采用原位拉伸-SEM分析方法研究了镁合金在室温拉伸变形过程中的组织演变,讨论了合金室温变形行为。通过对比AZ31、AZ61和AZ91合金ECAE变形后的微观组织和力学性能,分析讨论了第二相粒子对ECAE变形过程中组织演变和变形后合金力学性能的影响。结合微观组织分析与力学性能结果综合讨论了影响镁合金室温强韧性的关键因素。取得如下结果: AZ31镁合金经ECAE变形后,镁合金晶粒明显细化。变形后合金室温延伸率随晶粒细化而提高,但合金的屈服强度随晶粒细化而降低,与Hall-Petch关系的趋势
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG113

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 周国华;曾效舒;余志核;刘焱;彭路南;;ECAP变形过程中MWCNTs/AZ31复合材料的织构演变[J];锻压技术;2011年06期
2 张耀丹;王伯健;张武鹏;兰菲;孙伟科;;AZ31镁合金晶粒细化对其力学性能的影响[J];轻合金加工技术;2012年07期
3 王赛香;张大童;;搅拌摩擦加工MB8镁合金的组织与力学性能分析[J];特种铸造及有色合金;2011年01期
4 刘先兰;杨浩;徐运;;Al-5Ti-B合金等径角挤压变形过程的数值模拟[J];特种铸造及有色合金;2012年06期
5 张文玉;刘先兰;杨浩;徐运;;有限元分析等径角挤压中通道外角的影响[J];热加工工艺;2012年19期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 黄诗尧;AZ31镁合金挤压成形微观组织演化的试验研究与数值模拟[D];上海交通大学;2010年
2 刘勇;自生准晶增强Mg-Zn-Gd基合金组织和力学行为的研究[D];上海交通大学;2007年
3 张振亚;粉末热挤压制备高性能镁合金研究[D];山东大学;2010年
4 陈勇军;往复挤压镁合金的组织结构与力学性能研究[D];上海交通大学;2007年
5 江鸿;纯钛ECAE过程三维模拟及超细晶纯钛织构和耐腐蚀性能的研究[D];上海交通大学;2010年
6 杨艳玲;挤压铸造Mg-Nd(-Zr)合金工艺及凝固行为研究[D];上海交通大学;2010年
7 周国华;碳纳米管/AZ31镁基复合材料的制备与等径角挤压研究[D];南昌大学;2010年
8 韩富银;ECAP变形AZ61-4Si和ZK60-4Si耐热镁合金组织与性能的研究[D];太原理工大学;2012年
9 罗小萍;深度塑性形变对镁合金微观组织和强塑性影响研究[D];太原科技大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴楠楠;原位颗粒增强镁基复合材料的制备及变形行为[D];大连理工大学;2011年
2 常艳红;氘对HR2抗氢钢室温力学性能和组织结构的影响[D];中国工程物理研究院;2011年
3 王晨;镁合金AZ61热变形特性及锥齿轮热锻成形研究[D];上海交通大学;2012年
4 雷超;GW93镁合金热塑性变形行为与数值模拟[D];西安工业大学;2012年
5 常量;AZ31镁合金水平连铸板材轧制工艺研究[D];上海交通大学;2007年
6 肖凯;ECAP变形对AZ31镁合金力学性能与阻尼性能的影响[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 胥广亮;AZ31镁合金及TiCp/AZ31镁基复合材料等径角挤压变形研究[D];大连理工大学;2010年
8 丁茹;异步轧制AZ31镁合金板材的微观组织和力学性能[D];西安建筑科技大学;2010年
9 阴耀鹏;等通道转角挤压稀土变质高铝镁合金的组织及性能研究[D];太原理工大学;2010年
10 朱茜;锻后热处理对镁合金组织和性能的影响[D];重庆大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 曾荣昌,柯伟,徐永波,韩恩厚,朱自勇;Mg合金的最新发展及应用前景[J];金属学报;2001年07期
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3 余琨,黎文献,王日初,马正青;变形镁合金的研究、开发及应用[J];中国有色金属学报;2003年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄正华,张忠明,郭学锋;镁合金阻燃方法与机理[J];兵器材料科学与工程;2004年01期
2 孙国元,陈光,刘平;Mg_(65)Cu_(25)Y_(10)大块非晶合金的晶化行为研究进展[J];兵器材料科学与工程;2004年04期
3 王维青;潘复生;左汝林;;镁合金腐蚀及防护研究新进展[J];兵器材料科学与工程;2006年02期
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5 唐全波;黄少东;伍太宾;;镁合金在武器装备中的应用分析[J];兵器材料科学与工程;2007年02期
6 夏翠芹;刘平;田保红;任凤章;赵冬梅;董企铭;;Mg-Al-Zn-Nd稀土镁合金热压缩动态再结晶的研究[J];兵器材料科学与工程;2007年06期
7 况军;李刚;郝胜智;相珺;邱星武;邱玲;;镁合金AZ31腐蚀性能研究[J];兵器材料科学与工程;2009年01期
8 陈东初;吴建峰;龚伟慧;李文芳;徐东明;;AZ91D镁合金表面植酸转化膜的正交实验优化研究[J];兵器材料科学与工程;2009年02期
9 王震东;陈伟;王有祁;马力;;喷射沉积Mg-9Al-4.5Ca合金的显微组织和力学性能研究[J];兵器材料科学与工程;2009年02期
10 王敬丰;凌闯;潘复生;汤爱涛;丁培道;;合金元素对镁合金阻尼性能影响的研究进展[J];兵器材料科学与工程;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 国栋;杨中东;樊占国;;表面金属化处理后的镁合金化学镀镍[A];2007(第13届)全国电子电镀学术年会暨绿色电子制造技术论坛论文集[C];2007年
2 陈益平;邵景辉;程东海;胡德安;;工艺参数对镁合金点焊接头力学性能的影响[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
3 王峰;刘静;李晨曦;吕丹;毛萍莉;刘正;;Ca、Y合金化对压铸AZ91合金组织及性能的影响[A];第十二届全国铸造年会暨2011中国铸造活动周论文集[C];2011年
4 赵峰;李玉龙;索涛;刘元镛;;应变率对铸造镁合金AZ91压缩力学性能影响研究[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
5 苏静;郭伟国;何可馨;鬲钰焯;;铸造镁合金AZ31在大变形不同温度和不同应变率下的流动应力和本构模型[A];第六届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2010年
6 杨琴;蒋斌;;镁合金的腐蚀与防护研究进展[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
7 兰伟;王第一;陈亮朝;;镁合金磷酸盐转化膜的研究现状[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
8 黄光杰;钱宝华;;AZ31镁合金热变形特性研究[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
9 刘宇;刘天模;肖盼;;AZ31镁合金冷压缩变形再结晶的研究[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
10 谭小明;张丁非;张红菊;刘荣燊;袁伟;;镁合金AZ91D的差热分析及凝固组织观察[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘晓兰;镁合金化学转化膜成膜机理及其载波改性的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 武淑艳;固相再生AZ31B镁合金的组织性能及氧化相表征[D];哈尔滨理工大学;2010年
3 王春建;Mg-Al系合金晶粒细化机理研究[D];昆明理工大学;2010年
4 张红霞;AZ31B镁合金及其TIG焊焊接接头疲劳断裂行为及评定研究[D];太原理工大学;2010年
5 崔泽琴;AZ31B镁合金脉冲激光加工行为的研究[D];太原理工大学;2011年
6 王长义;高应变速率下镁合金的动态力学行为及变形机制[D];沈阳工业大学;2011年
7 吴伟;Mg-Al-Nd压铸镁合金的组织性能及压铸成形过程的数值模拟[D];沈阳工业大学;2010年
8 陈克豹;AZ与AM系列挤压变形镁合金的低周疲劳变形行为[D];沈阳工业大学;2010年
9 郭全英;两种含Gd镁合金微观组织演变机制及性能研究[D];沈阳工业大学;2010年
10 刘志民;AZ31镁合金铸轧板材热变形行为及其温热拉深工艺研究[D];北京交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 涂序荣;脉冲磁场控制制备阻燃镁合金的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 吴小超;稀土元素与凝固速度对AZ31-RE-Sb组织及相组成的影响[D];郑州大学;2010年
3 王军伟;AZ31镁合金的自冲铆接工艺研究[D];郑州大学;2010年
4 胡中华;Mg3AllCelSb合金相析出行为及其价电子结构研究[D];郑州大学;2010年
5 孟祥瑞;镁锂合金合金化及其固态复合技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 王威;Cd、Sn合金化α基Mg-Li合金组织与力学性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 白云;原位TiB_2颗粒增强镁基复合材料的制备[D];大连理工大学;2010年
8 李瑞雪;镁合金电镀工艺的研究[D];辽宁师范大学;2010年
9 陈平;稀土镁合金β'和β"以及6HLPS相的第一性原理研究[D];湘潭大学;2010年
10 陈愚;AZ91D镁合金表面火焰喷涂Ni/Al涂层的研究[D];湘潭大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘白,邓福铭,曲敬信;碳纳米管增强铝基复合材料的设计与研究[J];兵器材料科学与工程;2003年06期
2 李保成,张星,张治民;镁合金温变形后的组织与性能[J];兵器材料科学与工程;2004年06期
3 唐全波;黄少东;伍太宾;;镁合金在武器装备中的应用分析[J];兵器材料科学与工程;2007年02期
4 贾树卓;郭学锋;徐春杰;张忠明;吕涛;;往复挤压制备Mg_2Si/Mg-Al复合材料组织及时效行为研究[J];兵器材料科学与工程;2007年05期
5 王敬丰;凌闯;潘复生;汤爱涛;丁培道;;合金元素对镁合金阻尼性能影响的研究进展[J];兵器材料科学与工程;2009年03期
6 李旋;辛海鹰;翟景;陈伟;;喷射沉积Mg-Al-Ca-Zn镁合金力学性能研究[J];兵器材料科学与工程;2011年02期
7 程仁菊;潘复生;杨明波;汤爱涛;;Sr对ZK60镁合金晶粒细化的影响[J];北京科技大学学报;2008年12期
8 潘宁;宋波;翟启杰;文彬;;钢液非均质形核触媒效用的点阵错配度理论[J];北京科技大学学报;2010年02期
9 ;Evaluation of the mold-filling ability of alloy melt in squeeze casting[J];Journal of University of Science and Technology Beijing(English Edition);2006年01期
10 ;Influences of microstructure and texture on crack propagation path of X70 acicular ferrite pipeline steel[J];Journal of University of Science and Technology Beijing;2008年06期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 余琨;稀土变形镁合金组织性能及加工工艺研究[D];中南大学;2002年
2 王慧远;原位颗粒增强镁基复合材料的制备[D];吉林大学;2004年
3 魏伟;块体超细晶铜的制备与组织性能研究[D];南京理工大学;2005年
4 毕见强;2A12铝块体超细晶材料的制备、模拟及细化机制的研究[D];山东大学;2005年
5 陈晓;原位自生颗粒增强镁基复合材料的研究[D];中南大学;2005年
6 修坤;TiC_p/AZ91镁基复合材料组织及耐磨性的研究[D];吉林大学;2006年
7 卢庆亮;准晶增强Mg-Zn-Y合金的ECAP变形组织及力学性能[D];山东大学;2006年
8 王迎新;Mg-Al合金晶粒细化、热变形行为及加工工艺的研究[D];上海交通大学;2006年
9 李锋;挤压变形Mg-Al和Mg-Zn系镁合金的力学行为[D];大连理工大学;2006年
10 宋雨来;稀土改性AZ91镁合金组织及腐蚀性能[D];吉林大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏文文;Mg-Cu-Mn合金阻尼及力学性能的平衡优化研究[D];重庆大学;2011年
2 曾志朋;DEFORM软件的二次开发与大型锻件锻造工艺优化[D];机械科学研究院;2002年
3 石凤健;ECAP工艺与材料组织性能控制的研究[D];江苏大学;2003年
4 曹春平;挤压铸造高强韧镁合金材料的研究[D];重庆大学;2004年
5 赵国丹;AZ31镁合金热变形力学行为和动态再结晶的研究[D];重庆大学;2005年
6 董国振;高强度变形镁合金组织及性能研究[D];重庆大学;2005年
7 吴昌胜;AZ31镁合金阳极氧化工艺及其腐蚀行为研究[D];浙江大学;2006年
8 邹敏强;定向凝固AZ31镁合金的组织与性能研究[D];湖南大学;2006年
9 杨春花;镁合金塑性变形中孪生的研究[D];湖南大学;2006年
10 周占霞;含氮细化剂对AZ31合金显微组织和性能的影响[D];郑州大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周国华;曾效舒;余志核;刘焱;彭路南;;ECAP变形过程中MWCNTs/AZ31复合材料的织构演变[J];锻压技术;2011年06期
2 陈庆荣;杨忠;李建平;郭永春;王建利;;变形镁合金EBSD试样的制备[J];材料导报;2013年03期
3 朱满;坚增运;常芳娥;杨根仓;;准晶增强铝基复合材料的微观组织及热膨胀行为[J];热加工工艺;2011年22期
4 冯义成;田靖刚;曹国剑;王丽萍;姜文勇;郭二军;;离心转速对Mg-6Al-1Ca-1Nd合金组织和性能的影响[J];特种铸造及有色合金;2012年06期
5 郭彦宏;韩丽;王金辉;朱云鹏;;镁基复合材料界面研究[J];热加工工艺;2012年20期
6 罗昌森;罗宏;曾宪光;;ZL102铝合金抛光机扣环断裂分析[J];特种铸造及有色合金;2013年03期
7 周国华;;ECAP对碳纳米管/AZ31复合材料显微组织的影响[J];热加工工艺;2013年09期
8 许德鹏;王进;陈学文;马文龙;王宝平;;1060铝多道次等通道角变形数值模拟[J];热加工工艺;2013年17期
9 陈娟;;AZ31镁合金热变形流动应力的神经网络研究[J];热加工工艺;2013年16期
10 张文玉;刘先兰;伍杰;;Al-5Ti-1B合金等径角挤压变形的数值模拟及试验研究[J];热加工工艺;2014年07期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 晁红颍;AZ31镁合金丝材冷拉拔变形与再结晶研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 孟模;铸态AZ80镁合金多次变形工艺及力学行为研究[D];中北大学;2012年
3 余晖;变形镁合金的挤压工艺及其组织和力学性能的研究[D];山东大学;2012年
4 郭炜;反复压缩大塑性变形制备镁基复合材料的组织与性能研究[D];上海交通大学;2013年
5 苏海;纳米Al_2O_3p/2024铝基复合材料的制备及往复镦—挤变形研究[D];湖南大学;2012年
6 吴远志;ZK系列镁合金高应变速率锻造工艺及机理的研究[D];湖南大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王星;准晶中间合金及稀土元素Nd、Yb对ZK60合金组织与性能的影响[D];太原理工大学;2011年
2 周龙;ECAP工艺对镍钛记忆合金的显微组织和性能的影响[D];华南理工大学;2011年
3 李广;挤压Mg-Ce-Zn合金微观组织与力学性能研究[D];上海交通大学;2011年
4 梁毅;工业纯钛室温A和Bc方式ECAP多道次变形模拟[D];西安建筑科技大学;2011年
5 张亚萍;轧制Mg-Zn-Ce-Zr(Mn)合金微观组织及力学性能研究[D];上海交通大学;2012年
6 郄喜望;超声场及电磁场作用下水平连铸制备金属线材的研究[D];大连理工大学;2007年
7 张宇;铸轧—二次轧制法制备镁合金薄板的研究[D];辽宁科技大学;2008年
8 张永青;Zn-Mg-Ti准晶中间合金的制备及其在ZA27中的应用[D];太原理工大学;2010年
9 石刚;镍包覆碳纳米管及其增强镁基复合材料的研究[D];兰州理工大学;2012年
10 孔晶;剧塑性变形镁合金的组织与力学性能研究[D];华南理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 曹富荣,崔建忠,雷方,乐启炽;超轻镁合金的研究历史与发展现状[J];材料工程;1996年09期
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4 曾爱平,薛颖,钱宇峰,王志杰,黄元伟,陈英;镁合金的化学表面处理[J];腐蚀与防护;2000年02期
5 张邦维,廖树帜;合金固溶度理论的进展(一)[J];上海金属;1999年02期
6 张邦维,廖树帜;合金固溶度理论的进展(二)[J];上海金属;1999年03期
7 余琨,黎文献,李松瑞,谭敦强;含稀土镁合金的研究与开发[J];特种铸造及有色合金;2001年01期
8 黄良余;铝硅合金变质机理的新发展和新观点(上)[J];特种铸造及有色合金;1995年04期
9 孙伯勤;镁合金压铸件在汽车行业中的巨大应用潜力[J];特种铸造及有色合金;1998年03期
10 毛卫民,赵爱民,钟雪友;半固态金属成形应用的新进展与前景展望[J];特种铸造及有色合金;1998年06期
【相似文献】
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1 吴世丁,李强,姜传斌,李广义,王中光;铜单晶ECAE过程的剪切特征[J];金属学报;2000年06期
2 张小明;ECAE技术在镁合金加工中的应用[J];稀有金属快报;2002年03期
3 孙爱民;等通道转角挤压——提高材料性能的有效方法[J];上海钢研;2004年01期
4 李线绒,边丽萍,王裕,梁伟,赵兴国;常温及低温下等通道转角挤压纯铝的比较[J];电子显微学报;2004年04期
5 程先华,江学明,吴炬,赵鹏宇;摩擦阻力对纯铝在等径弯角挤压过程中变形的影响[J];上海交通大学学报;2005年01期
6 詹美燕,傅定发,夏伟军,陈吉华;细晶超塑性变形及其在镁合金中的研究现状[J];轻合金加工技术;2003年08期
7 徐平姣;等径弯角挤压工艺(ECAEP)研究现状[J];南方金属;2003年03期
8 徐平姣;等径弯角挤压工艺研究现状[J];吉林工程技术师范学院学报;2003年06期
9 边丽萍,李线绒,王裕,赵兴国,梁伟;等通道转角挤压纯铝的组织演变规律研究[J];电子显微学报;2004年04期
10 张建;不同方式等通道转角挤压纯铝微结构分析[J];天津冶金;2002年04期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 李线绒;边丽萍;王裕;梁伟;赵兴国;;常温及低温下等通道转角挤压纯铝的比较[A];第十三届全国电子显微学会议论文集[C];2004年
2 向国权;纪莲清;申晓斌;;ECAE处理对GCr15钢摩擦学性能的影响[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
3 李振华;程先华;;等径弯角挤压工艺和热处理对TiNi合金相变行为的影响[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
4 边丽萍;李线绒;王裕;赵兴国;梁伟;;等通道转角挤压纯铝的组织演变规律研究[A];第十三届全国电子显微学会议论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 江鸿;纯钛ECAE过程三维模拟及超细晶纯钛织构和耐腐蚀性能的研究[D];上海交通大学;2010年
2 王婷兰;聚丙烯等通道转角挤压加工及结构演化和性能的研究[D];华东理工大学;2012年
3 范志国;超细晶纯Ti及TiNi合金制备及其组织与力学行为[D];上海交通大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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3 单晓磊;大变形—等温耦合制备AZ91D半固态组织研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
4 李豪;等通道转角挤压纯铜过程中晶粒细化效率的加工路径相关性研究[D];华南理工大学;2010年
5 时秀玲;AZ31镁合金变通道角挤压与等通道角挤压两步混合挤压的研究[D];重庆大学;2010年
6 郝勇;等通道转角挤压制备高强铝合金的组织性能与织构演变[D];昆明理工大学;2011年
7 袁晗琦;AZ31镁合金双侧变通道角挤压—冷轧二次变形工艺及组织性能研究[D];重庆大学;2010年
8 高万茹;铝青铜合金等通道转角挤压的有限元模拟及试验研究[D];上海交通大学;2011年
9 叶小青;ECAP塑性力学分析与拉拔工艺研究[D];西安建筑科技大学;2001年
10 边丽萍;轻金属超细/纳米晶块体材料的制备与合成[D];太原理工大学;2004年
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