ECAP制備的工業(yè)純鐵及純鋁的高溫變形行為研究.pdf

1、材料在等通道轉角擠壓(ECAP)制備過程中經(jīng)過劇烈塑性變形，在材料內(nèi)部累積了大量內(nèi)應力，組織處于亞穩(wěn)狀態(tài)，在外加載荷和溫度作用下，很容易發(fā)生結構轉變，從而性能降低。目前，對于ECAP制備的材料，研究重點集中在室溫環(huán)境下力學行為以及相應微觀結構變化等方面，而對高溫變形行為的認識還不夠系統(tǒng)。本文選取BCC結構的工業(yè)純Fe和FCC結構的純Al，通過Bc路徑分別進行1和4道次ECAP擠壓制備的純Fe和純Al為研究對象，研究退火處理和應變速率對其

2、高溫變形行為、變形特征和微觀結構的影響，以期為ECAP制備的材料的高溫力學行為研究提供有益的參考。
　　與工業(yè)純Fe相比，ECAP處理使其高溫壓縮屈服應力提高兩倍以上。ECAP Fe在快速應變硬化后發(fā)生輕微軟化，隨后又發(fā)生應變硬化，溫度越高，軟化越明顯，屈服應力先隨溫度升高快速下降，在300℃時反而上升;400℃退火有效改善了ECAP Fe在流變階段發(fā)生的軟化現(xiàn)象，且屈服應力均高于未退火ECAP Fe的，但高溫壓縮在流變階段仍表現(xiàn)

3、出一定程度的軟化現(xiàn)象，軟化程度與壓縮溫度有關;初始ECAP Fe的微觀結構以位錯胞和板條狀結構為主，板條內(nèi)位錯密度較高，400℃退火后，以再結晶晶粒和板條狀結構為主，但板條內(nèi)位錯密度降低。不同溫度壓縮后，兩種狀態(tài)的ECAP Fe微觀結構以位錯胞和亞晶為主，隨溫度升高，亞晶數(shù)量顯著增加，位錯密度下降，300℃時仍能觀察到一定數(shù)量的板條狀結構;ECAP Fe在溫度低于200℃時，變形主要以剪切變形為主，晶內(nèi)滑移為輔，孔洞及裂紋大多沿剪切帶萌

4、生，當溫度為300℃，主要以單方向的剪切變形為主，裂紋沿剪切帶和晶界萌生。400℃退火后，變形仍以剪切為主，且隨著溫度的升高，晶內(nèi)滑移作用越來越明顯。
　　對于ECAP Al，當壓縮溫度低于200℃時，在兩種應變速率下，在流變初始階段均發(fā)生了輕微軟化，隨后進入硬化階段，屈服應力隨溫度升高下降，200℃時，10-2s-1下的屈服應力反而提高，繼續(xù)提高溫度，流變階段一直發(fā)生應變軟化，屈服應力快速下降，但此時10-2s-1下的屈服應力高

5、于10-3s-1下的;壓縮形變以剪切為主，應變速率對其影響不大，而溫度的影響較大，低于200℃，隨溫度升高，次級剪切帶越容易開動，200℃以上，次級剪切帶逐漸消失;微觀結構以亞晶為主，在10-2s-1下，室溫時的亞晶尺寸較為均勻，平均約為1.2μm，隨溫度提高，亞晶尺寸逐漸出現(xiàn)兩極分化現(xiàn)象，300℃時，兩極分化現(xiàn)象消失，尺寸增大至～2μm，而在10-3s-1時，亞晶尺寸未出現(xiàn)兩極分化現(xiàn)象。
　　綜上所述，對于BCC結構ECAP F