本文關(guān)鍵詞：ECAP工藝對(duì)H65黃銅第二相狀態(tài)及性能影響的研究

  更多相關(guān)文章： ECAP 擠壓力計(jì)算 H65黃銅 第二相演變 硬度 抗拉強(qiáng)度

【摘要】：本文針對(duì)國(guó)內(nèi)外大塑性變形下第二相狀態(tài)(結(jié)構(gòu)、數(shù)量、形狀、大小和分布)演變及其對(duì)合金性能影響研究不夠深入系統(tǒng)的現(xiàn)狀,采用既能實(shí)現(xiàn)大變形又能有效細(xì)化晶粒的等通道轉(zhuǎn)角擠壓法(ECAP),開展了H65黃銅合金的ECAP變形和ECAP變形加軋制實(shí)驗(yàn),分析了ECAP的變形規(guī)律和合金顯微組織的演變,研究了合金力學(xué)性能、物理性能的變化,探究了合金第二相(β相)狀態(tài)對(duì)合金性能的影響,得出如下主要結(jié)論：(1)黃銅合金ECAP變形規(guī)律的分析。摩擦對(duì)擠壓力的影響十分顯著,且擠壓力隨模具內(nèi)角、外角的增大而降低,但內(nèi)角對(duì)擠壓力的影響與比外角大。ECAP變形過程擠壓載荷變化可分為逐漸增加、迅速增加、一定范圍內(nèi)平穩(wěn)波動(dòng)、逐漸減小4個(gè)階段。最大等效應(yīng)變分布在試樣中心3-9nm區(qū)域內(nèi),偶數(shù)道次擠壓可獲得較均勻的變形件。等效應(yīng)力集中在模具的轉(zhuǎn)角處,且模具內(nèi)角處比外角處等效應(yīng)力更加集中：試樣在模具內(nèi)角處最易產(chǎn)生裂紋。試樣流動(dòng)速度基本穩(wěn)定,而在模具通道轉(zhuǎn)角處速度變化較大。(2) ECAP及軋制工藝對(duì)合金性能的影響。H65黃銅在ECAP變形時(shí),硬度和抗拉強(qiáng)度值變化基本都呈現(xiàn)先快速增大后緩慢增加最后輕微下降的趨勢(shì),且均在3道次ECAP后獲得最大值分別為239.3 HV和632.20 MPa,此時(shí)相對(duì)于鑄態(tài)分別提高了238%和122.21%。而經(jīng)軋制后試樣的硬度和抗拉強(qiáng)度與相同ECAP擠壓道次相比都有所提高,且最大值分別為244.6 HV和781.25 Mpa。軋制能改善ECAP擠壓的試樣的硬度不均勻性和塑性。(3)β相的演變對(duì)合金性能的影響。鑄態(tài)時(shí)β相呈半連續(xù)網(wǎng)狀和短棒狀無(wú)方向性分布,奇數(shù)次擠壓,β相變成長(zhǎng)條狀,與擠壓方向成+30°～+40°分布,間距緊密；偶數(shù)次擠壓,β相變成粗的短棒狀,與擠壓方向約成+40°或-40°分布,間距稀疏；軋制后,β相變得更加細(xì)長(zhǎng),全部與擠壓方向約呈0°～+10°分布,間距更加緊密。β相對(duì)合金硬度的貢獻(xiàn)主要在第1道次擠壓。β相取向和平行間距影響著合金的抗拉強(qiáng)度值,隨著β相取向與拉伸軸線夾角和平行間距的增大,合金抗拉強(qiáng)度逐漸減小。
【關(guān)鍵詞】：ECAP 擠壓力計(jì)算 H65黃銅 第二相演變 硬度 抗拉強(qiáng)度
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG379;TG339;TG146.11
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 ECAP工藝原理與工藝參數(shù)10-14
• 1.1.1 ECAP工藝原理10-11
• 1.1.2 ECAP工藝參數(shù)11-14
• 1.2 ECAP下第二相的存在狀態(tài)及其對(duì)合金性能的影響14-16
• 1.2.1 ECAP下第二相在鐵碳合金中的狀態(tài)及影響14
• 1.2.2 ECAP下第二相在鋁合金中的狀態(tài)及影響14-15
• 1.2.3 ECAP下第二相在鎂合金中的狀態(tài)及影響15-16
• 1.2.4 ECAP下第二相在銅合金中的狀態(tài)及影響16
• 1.3 ECAP變形力學(xué)問題分析16-17
• 1.4 黃銅合金的介紹17-20
• 1.4.1 兩相黃銅合金的概述17-18
• 1.4.2 兩相黃銅合金的再結(jié)晶溫度18-19
• 1.4.3 鋅對(duì)黃銅合金的性能的影響19-20
• 1.5 ECAP過程中第二相狀態(tài)研究的新趨勢(shì)20
• 1.6 本文主要研究目標(biāo)和研究?jī)?nèi)容20-22
• 1.6.1 本文主要研究目標(biāo)20-21
• 1.6.2 本文主要研究?jī)?nèi)容21-22
• 第2章 研究方案與實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)22-28
• 2.1 研究方案與實(shí)驗(yàn)手段22-23
• 2.1.1 總體研究方案22
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)手段22-23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備23-24
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料的選擇23
• 2.2.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備23-24
• 2.3 ECAP實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)24-26
• 2.3.1 ECAP模具的設(shè)計(jì)24-25
• 2.3.2 ECAP擠壓實(shí)驗(yàn)參數(shù)25
• 2.3.3 擠壓注意事項(xiàng)25-26
• 2.4 顯微組織觀察分析26
• 2.4.1 金相組織分析26
• 2.4.2 掃面電鏡組織分析26
• 2.5 力學(xué)性能測(cè)試26-28
• 2.5.1 室溫拉伸試樣尺寸26-27
• 2.5.2 硬度測(cè)量27-28
• 第3章 ECAP變形過程擠壓力的分析與計(jì)算28-37
• 3.1 ECAP變形過程上限法模型的建立28-31
• 3.1.1 流動(dòng)模型與速端圖29-30
• 3.1.2 接觸面摩擦模型30-31
• 3.2 ECAP變形過程擠壓力計(jì)算公式推導(dǎo)31-33
• 3.2.1 模具外角Ψ=0時(shí)擠壓力計(jì)算公式推導(dǎo)31-32
• 3.2.2 模具外角Ψ>0時(shí)擠壓力計(jì)算計(jì)算公式推導(dǎo)32-33
• 3.3 ECAP變形過程擠壓力實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證33-34
• 3.4 H65黃銅ECAP擠壓力確定及擠壓設(shè)備的驗(yàn)證34
• 3.5 ECAP工藝參數(shù)對(duì)擠壓力的影響規(guī)律34-36
• 3.5.1 模具內(nèi)角對(duì)ECAP擠壓力的影響34-35
• 3.5.2 模具外角對(duì)ECAP擠壓力的影響35
• 3.5.3 摩擦因子對(duì)ECAP擠壓力的影響35-36
• 3.6 本章小結(jié)36-37
• 第4章 ECAP變形規(guī)律和第二相取向演變的數(shù)值模擬37-52
• 4.1 剛-塑性有限元基本原理37-40
• 4.1.1 剛-塑性材料基本假設(shè)37
• 4.1.2 剛-塑性力學(xué)基本方程37-38
• 4.1.3 剛-塑性有限元變分原理38-40
• 4.2 數(shù)值模擬建模及關(guān)鍵技術(shù)問題處理40-42
• 4.2.1 幾何模型的建立40
• 4.2.2 材料模型的建立40-41
• 4.2.3 網(wǎng)格的劃分41-42
• 4.2.4 摩擦模型的選擇42
• 4.3 ECAP變形規(guī)律的分析42-47
• 4.3.1 試樣幾何形狀的變化42-43
• 4.3.2 擠壓載荷曲線的變化43-44
• 4.3.3 等效應(yīng)變分布44-45
• 4.3.4 等效應(yīng)力分布45-46
• 4.3.5 試樣流動(dòng)速度46-47
• 4.4 ECAP擠壓過程第二相取向的演變47-50
• 4.4.1 試樣中部水平第二相取向的變化47-48
• 4.4.2 試樣頭部水平第二相取向的變化48-49
• 4.4.3 試樣尾部水平第二相取向的變化49
• 4.4.4 試樣豎直第二相取向的變化49-50
• 4.5 本章小結(jié)50-52
• 第5章 ECAP及軋制對(duì)H65黃銅組織和性能的影響52-67
• 5.1 組織及第二相狀態(tài)的演變規(guī)律52-54
• 5.1.1 鑄態(tài)組織及第二相狀態(tài)52
• 5.1.2 ECAP態(tài)組織及第二相狀態(tài)52-53
• 5.1.3 ECAP+軋制態(tài)組織及第二相狀態(tài)53-54
• 5.2 硬度的演變規(guī)律54-60
• 5.2.1 鑄態(tài)硬度的測(cè)量與分析54-55
• 5.2.2 ECAP態(tài)硬度的測(cè)量與分析55-58
• 5.2.3 ECAP+軋制態(tài)硬度的測(cè)量與分析58-60
• 5.3 抗拉強(qiáng)度的演變規(guī)律60-62
• 5.3.1 鑄態(tài)抗拉強(qiáng)度的測(cè)量與分析60
• 5.3.2 ECAP態(tài)抗拉強(qiáng)度的測(cè)量與分析60-61
• 5.3.3 ECAP+軋制態(tài)抗拉強(qiáng)度的測(cè)量與分析61-62
• 5.4 拉伸斷口形貌分析62-64
• 5.5 導(dǎo)電性能的演變及機(jī)理64-65
• 5.6 本章小結(jié)65-67
• 第6章 結(jié)論67-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 致謝73-74
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果74

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 郝南海,王全聰;等徑側(cè)向擠壓變形均勻程度的有限元分析[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2001年S2期

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本文編號(hào)：659688