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Cu-Cr粉末致密化在试验过程中,内部挤压的颗粒形貌变化无法认知。通过三维颗粒的表征和有限元分析,可以在三维细观模拟中有效解决试验材料内部的变化过程可视化认识。本文利用非线性有限元Marc软件对Cu、Cr颗粒复合致密化过程从细观角度进行分析。首先构建Cu、Cr颗粒的有限元模型,将Cu、Cr有限元颗粒组装成错排和对排Cu-Cr粉末颗粒模型。研究了错排Cu-Cr粉末颗粒模型单双向致密化工艺对(压制力、摩擦系数)致密度影响,颗粒在致密化过程中的等效塑性应变和节点的流动规律,并通过实验验证了该模型的正确性;研究了错排和对排Cu-Cr粉末在不同环境下(压制力、摩擦系数、温度)致密化规律,并对比分析了错排和对排Cu-Cr粉末颗粒模型在致密化过程中颗粒和节点的挤压流动变形。论文主要研究结果如下:(1)单向压制工艺的Cu-Cr粉体颗粒比双向压缩量大,致密度高。当压制力为40MPa时,单向压制工艺的相对密度为95.8298%,双向压制相对密度为89.0782%,单向致密度要比双向高6.7516%。在错排Cu-Cr粉体颗粒致密化过程中,单向致密化Cu-Cr粉体颗粒初始压制效率高,双向致密化Cu-Cr粉体颗粒中后期压制效率高。模拟结果与实验结果相符合,验证了模型的准确性。(2)摩擦系数的增大有利于单向压制Cu-Cr粉体颗粒之间的紧密贴合,提高Cu-Cr粉体颗粒的致密度。双向压制的Cu-Cr粉体颗粒在各增量步中,颗粒的变形量差值为0.5761,远小于单向压制的变形量差值1.7327。在挤压初始阶段的应变量主要位于挤压方向的X端。随着致密化的进行,颗粒在初始挤压阶段发生颗粒重排形成错位挤压,错开压制的Cu-Cr粉体颗粒可以充分填补空隙。单向压制Cu-Cr粉体颗粒致密化的节点流动性较大。而双向压制Cu-Cr粉体颗粒致密化的节点关于中间层颗粒呈对称性相向挤压流动,颗粒节点的流动性低。致密化Cu-Cr粉体颗粒的流动性,尤其是颗粒节点的流动(颗粒变形的均匀程度)对粉体颗粒的致密化起关键作用。(3)对排比错排Cu-Cr颗粒模型的节点整体流动要规则。错排Cu-Cr颗粒压制初始阶段主要发生侧向颗粒滑移和颗粒重排,颗粒的旋转流动比对排Cu-Cr粉体颗粒的旋向明显且流动性较大。重排结束后颗粒主要发生塑性变形。迫使颗粒在挤压变形过程中不断向间隙处延伸,颗粒相互挤压发生微小往复运动,逐渐趋于稳态。颗粒节点的流动随着致密度的提高而降低。致密化后的错排Cu-Cr颗粒模型比对排Cu-Cr颗粒模型的颗粒均匀性好。(4)在环境温度和恒温环境中对错排Cu-Cr粉体颗粒模型致密化,得出温粉冷模条件下,颗粒的温度越高致密度越高;温粉温模条件下,颗粒的温度越高致密度越低。温粉冷模比温粉温模(恒温环境)的致密度普遍要高,在100℃条件下致密度高0.3630%,在800℃条件下致密度高2.8700%。摩擦系数影响错排和对排Cu-Cr颗粒致密化成形相对密度。当摩擦系数为0.1时,错排Cu-Cr颗粒模型的致密度最高为95.6859%;当摩擦系数为0.5时,对排Cu-Cr颗粒模型的致密度最高为97.5343%。