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连续等通道角挤压方法细化铜材晶粒的研究

付尔聪  
【摘要】:本文创造性地把ECAP技术和CONFORM技术结合在一起,提出了一种新型的晶粒细化方法—连续等径角挤压法(ECAP—Conform)。该方法可使材料产生强烈的塑性变形,从而有效的细化晶粒。同时连续等径角挤压方法的可连续性有保证了该方法可以高效、低耗的制备细晶杆料。 本文根据ECAP的特点,对我院自行研制的TLJ300连续挤压机的工模具进行改装,用于连续等通道角挤压实验。本文研究了纯铜在连续等径角挤压变形过程中的变形行为。通过金相试验观察了试样在不同道次下的显微组织演变规律,并结合变形时的理论剪切特征解释了这种演化规律。力学性能试验表明:连续等通道角挤压变形后的纯铜取得了较好的强度、硬度。试验结果表明:在Bc路径下,纯铜经连续等通道角挤压12道次后,得到了均匀、细小的等轴晶,平均晶粒尺寸在400nm;纯铜的抗拉强度由原来的48Mpa上升至427Mpa,维氏显微硬度由初始的63上升至了133。 本文采用DEFORM软件作为计算机模拟分析的工具,基于刚塑性/刚粘塑性有限元理论和传热学理论,建立了纯铜连续等径角挤压变形的有限元模型。针对进行连续等通道角挤压变形过程有限元分析所需的理论基础做了说明。对铜杆的连续等径角挤压变形过程进行了计算机模拟,分析模拟过程中的关键技术,揭示金属的变形规律、流动规律,分析得到速度场、温度场、等效应变场等。


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