论文部分内容阅读
等通道转角挤压工艺(ECAP)是一种制备超细晶块状材料的有效方法。材料经过ECAP多次反复挤压,通过近似纯剪切的大塑性变形累积较大塑性变形量,从而获得细小均匀的微观组织,使材料晶粒细化。等通道转角挤压工艺不仅可以有效细化晶粒,而且可以使材料组织变得均匀。挤压过程中,根据试样不同的旋转方式可以有不同的挤压路径。而文献中介绍,主要有四种基本挤压路径：A、BA、BC和C。挤压路径对材料的晶粒细化以及第二相颗粒的弥散分布都有重要的影响。Al-Mg-Si合金是由α-Al和Mg2Si两相组成。本实验通过8BA、8BC、8BC-UD2三种路径及4BA+4Bc和4BC-UD2+4BC两种复合路径分别对Al-5Mg-2.5Si和Al-5Mg-2Si合金在200℃下以2mm/min进行了等通道转角挤压,研究了对第二相分布和合金性能的影响。采用金相显微镜(OM)分析了不同路径挤压后Al-Mg-Si合金第二相的分布变化,对不同路径挤压后合金的力学性能进行了测试并观察了合金的断口形貌。实验结果显示,通过对纯Al和Al-5Mg-2.5Si合金进行等通道转角挤压显示,不同挤压速率对纯金属或合金材料宏观上的剪切流变没有影响；等通道转角挤压是近乎均匀的纯剪切变形。以Bc路径挤压8道次后Mg2Si颗粒主要在枝晶间聚集分布,分布效果较差；而8BA和8BC-UD2路径挤压后第二相分布效果较好,但通常会形成析出相呈线状分布的带状组织,其中以8BA路径挤压后的更加明显；与常规8Bc路径相比,组合路径4BC-D2+4BC、4BA+4Bc具有较强的颗粒分散能力。经组合路径挤压后,材料中的Mg2Si颗粒均匀弥散分布,塑韧性得到提高。对合金的室温拉伸性能结果显示,经各路径挤压后的合金强度和塑性均高于挤压前固溶时效态的,其中,4BC-UD2+4BC、8BC-UD2、4BA+4BC和8Bc路径挤压后Al-5Mg-2Si合金的强度要高于8BA路径；8Bc路径挤压后合金塑性最差。挤压态Al-Mg-Si合金的强度和塑性较高的原因在于ECAP挤压对合金基体组织的细化以及第二相的分散作用。断口分析显示,各路径挤压后均为明显的韧性断裂,而8BC路径挤压后合金断口主要为韧性断裂,同时也包含部分解理断裂；经4BC-UD2+4BC、8BC-UD2、4BA+4Bc和8BA挤压后的合金断口韧窝广泛分布,是均匀分散的等轴韧窝。