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新型ECACE工艺下纯铝变形行为的有限元分析 被引量:1
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作者 朱珍 王晓溪 +1 位作者 董蔚霞 夏华明 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2016年第13期175-178,共4页
将ECAP技术与传统正挤压工艺有机结合,提出了一种新型复合大塑性变形技术——等通道复合挤压(Equal Channel Angular Compound Extrusion,ECACE)。采用DEFORM-3D有限元技术,对纯铝在室温条件下ECACE变形过程进行了数值模拟,获得了挤压... 将ECAP技术与传统正挤压工艺有机结合,提出了一种新型复合大塑性变形技术——等通道复合挤压(Equal Channel Angular Compound Extrusion,ECACE)。采用DEFORM-3D有限元技术,对纯铝在室温条件下ECACE变形过程进行了数值模拟,获得了挤压载荷、金属流动速度、等效应变等相关场量的变化规律。结果表明:ECACE工艺大致分为3个阶段,即挤压初始阶段、稳定挤压阶段、挤压终了阶段;金属流动速度心部大于外部,且在挤压模口附近金属质点的流速最快,约为3,58 mm/s;3个变形阶段的等效应变呈递增趋势,第Ⅲ阶段获得的累积应变量最大且稳定性最强,等效应变最大值约为26.2。 展开更多
关键词 剧烈塑性变形 ecace 有限元分析 变形行为
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大塑性变形制备细晶材料的研究、开发与展望 被引量:33
2
作者 陈勇军 王渠东 +2 位作者 彭建国 翟春泉 丁文江 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期77-80,共4页
系统介绍了大塑性变形(SPD)细化晶粒的条件和目的,综述了4种主要的大塑性变形工艺的基本原理、特点和应用,剖析了细晶材料的强度和超塑性特征,展示了大塑性变形制备细晶材料的诱人前景和发展方向。
关键词 大塑性变形 细晶材料 制备 展望 开发 塑性变形工艺 细化晶粒 基本原理 发展方向 性特征
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纯铝等径角挤扭新工艺数值模拟及实验研究 被引量:12
3
作者 薛克敏 吴战立 +2 位作者 李萍 王晓溪 贾建磊 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1485-1489,共5页
为了改进等径角挤压法(ECAE)的不足,结合扭挤(TE)工艺的特点,提出了等径角挤扭(ECAE-T)新工艺。采用有限元模拟软件DEFORM-3D对上述三种工艺的变形特征进行模拟研究,重点分析了ECAE-T工艺对制件应变应力大小和分布的影响。模拟结果显示:... 为了改进等径角挤压法(ECAE)的不足,结合扭挤(TE)工艺的特点,提出了等径角挤扭(ECAE-T)新工艺。采用有限元模拟软件DEFORM-3D对上述三种工艺的变形特征进行模拟研究,重点分析了ECAE-T工艺对制件应变应力大小和分布的影响。模拟结果显示:与ECAE和TE相比,ECAE-T工艺存在两个大塑性变形区,能累积更大的剪切塑性变形量。采用自行设计的模具,在室温下进行了纯铝ECAE和ECAE-T实验研究,实验结果表明:模拟过程与实验基本一致,与ECAE相比,ECAE-T工艺一道次后的组织更加狭长、细小。由模拟结果和实验结果可知,ECAE-T工艺是更加优异的大塑性变形法。 展开更多
关键词 大塑性变形 等径角挤压 等径角挤扭 有限元模拟 显微组织
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ECAP细化晶粒法的仿真与分析 被引量:24
4
作者 居志兰 戈晓岚 许晓静 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期255-258,共4页
ECAP(EqualChannelAngularExtrusion)方法 ,是实现材料纯剪切变形的有效方法。本文采用有限元 (FEA)分析软件ANSYS对A1的挤压过程进行仿真与分析。分析结果表明 :外切角 ψ、圆角半径、试样与凹模之间的摩擦系数、凹模本身的特性 (如弹... ECAP(EqualChannelAngularExtrusion)方法 ,是实现材料纯剪切变形的有效方法。本文采用有限元 (FEA)分析软件ANSYS对A1的挤压过程进行仿真与分析。分析结果表明 :外切角 ψ、圆角半径、试样与凹模之间的摩擦系数、凹模本身的特性 (如弹性模量、泊松比等 )等等 。 展开更多
关键词 ECAP 仿真 等通道角挤压 有限元法 晶粒细化 材料 纯剪切变形 剪切应变
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等通道转角挤压纯铝的组织结构 被引量:22
5
作者 赵润娴 张建 +2 位作者 王志奇 毕大森 崔宏祥 《有色金属》 CSCD 2002年第2期8-11,共4页
研究等通道转角挤压方法挤压纯铝的组织结构。纯铝试样经过ECAE挤压 ,在通道转角处产生大的剪切塑性变形 ,使晶粒细化。ECAE前原始晶粒尺寸为 2 μm ,一次挤压后晶粒尺寸约为 1 2 μm ,多次挤压后晶粒不断细化 ,8次后尺寸达到0 .3 μm... 研究等通道转角挤压方法挤压纯铝的组织结构。纯铝试样经过ECAE挤压 ,在通道转角处产生大的剪切塑性变形 ,使晶粒细化。ECAE前原始晶粒尺寸为 2 μm ,一次挤压后晶粒尺寸约为 1 2 μm ,多次挤压后晶粒不断细化 ,8次后尺寸达到0 .3 μm。同时 ,纯铝随挤压道次增加硬度提高 ,但挤压 3~ 4次后硬度趋于饱和。ECAE技术不仅能够控制晶粒尺度 。 展开更多
关键词 等通道转角挤压 纯铝 组织结构 亚晶
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等通道角挤压变形AZ31镁合金的变形行为 被引量:24
6
作者 路君 靳丽 +3 位作者 董杰 曾小勤 丁文江 姚真裔 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期424-432,共9页
研究挤压态和等通道角挤压(ECAE)态AZ31镁合金的变形行为与微观组织的相关性。结果表明,ECAE态AZ31镁合金的室温拉伸屈服强度与晶粒尺寸之间表现出反Hall-Petch关系,且拉压不对称性明显减弱;在室温压缩时表现出应变速率敏感性,并随变形... 研究挤压态和等通道角挤压(ECAE)态AZ31镁合金的变形行为与微观组织的相关性。结果表明,ECAE态AZ31镁合金的室温拉伸屈服强度与晶粒尺寸之间表现出反Hall-Petch关系,且拉压不对称性明显减弱;在室温压缩时表现出应变速率敏感性,并随变形温度升高,应变速率敏感性因子变大。挤压态合金的晶粒度为20μm,具有典型的挤压丝织构,主要变形方式为基面位错滑移和孪生,导致了合金中明显的拉压不对称性。ECAE态合金平均晶粒尺寸约为2μm,织构相对随机化,导致合金压缩时孪生比率明显下降,其他变形模式比率增加,提高了变形抗力,降低了拉压不对称性。ECAE态AZ31镁合金压缩的激活能接近其晶界扩散激活能,晶界滑移在一定程度上导致了合金的反Hall-Petch关系的出现以及应变速率敏感性的增强。 展开更多
关键词 AZ31镁合金 等通道角挤压 变形行为 拉压不对称性 应变速率敏感性
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两步等通道角挤压AZ31镁合金的微观组织和力学性能 被引量:8
7
作者 靳丽 林栋樑 +2 位作者 毛大立 曾小勤 丁文江 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1775-1778,共4页
对AZ31镁合金经等通道角挤压(ECAE)变形后的微观组织和力学性能进行了研究.结果表明:在498~523 K温度范围内变形后,合金晶粒随着变形程度增加明显细化,延伸率提高,但屈服强度降低;随着变形温度降低,变形后合金的延伸率下降,而屈服强度... 对AZ31镁合金经等通道角挤压(ECAE)变形后的微观组织和力学性能进行了研究.结果表明:在498~523 K温度范围内变形后,合金晶粒随着变形程度增加明显细化,延伸率提高,但屈服强度降低;随着变形温度降低,变形后合金的延伸率下降,而屈服强度有所提高.基于以上两点规律提出了两步ECAE工艺,在两步ECAE变形过程中,AZ31合金的变形温度可以降低至453 K,经两步ECAE变形后,获得亚微米级的亚结构AZ31镁合金的强韧性随之得到明显的改善. 展开更多
关键词 AZ31镁合金 等通道角挤压 微观组织 力学性能
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等通道转角挤压对L2工业纯铝力学性能的影响 被引量:10
8
作者 王锦程 田景来 +3 位作者 张忠明 唐文亭 郭学锋 杨根仓 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2004年第8期1-2,共2页
利用等通道转角挤压(ECAP)技术挤压工业纯铝L2,探讨了挤压次数对其力学性能的影响。结果表明,随挤压次数的增加,L2的抗拉强度和硬度得到显著提高,抗拉强度可提高95%,硬度提高70%。挤压1次后,其伸长率由40%下降至15%,此后伸长率基本保持... 利用等通道转角挤压(ECAP)技术挤压工业纯铝L2,探讨了挤压次数对其力学性能的影响。结果表明,随挤压次数的增加,L2的抗拉强度和硬度得到显著提高,抗拉强度可提高95%,硬度提高70%。挤压1次后,其伸长率由40%下降至15%,此后伸长率基本保持稳定。 展开更多
关键词 等通道转角挤压(ECAP) 挤压次数 力学性能
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模具外接圆弧角对纯铝ECAE影响的有限元分析 被引量:9
9
作者 吴炬 向国权 程先华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期1063-1065,共3页
运用有限元方法对纯铝的等径弯角挤压(ECAE)过程进行了模拟计算,探讨了挤压通道外接圆弧角ψ对挤压载荷及试样变形均匀度的影响.结果表明:随着ψ角的增加,通道壁支反力的水平分量随之增大,有助于试样的变形流动,从而降低挤压载荷的大小... 运用有限元方法对纯铝的等径弯角挤压(ECAE)过程进行了模拟计算,探讨了挤压通道外接圆弧角ψ对挤压载荷及试样变形均匀度的影响.结果表明:随着ψ角的增加,通道壁支反力的水平分量随之增大,有助于试样的变形流动,从而降低挤压载荷的大小;试样在剪切变形区所受到的滑动摩擦力也随ψ角的增加而增大.同时,由于ψ弧段的存在,试样底部产生弯曲变形而形成不均匀变形区,均使等效应变分布的不均匀度增加. 展开更多
关键词 纯铝 等径弯角挤压 通道角度 挤压载荷 等效应变
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等通道转角挤压工艺研究进展 被引量:11
10
作者 雷力明 黄旭 +1 位作者 段锐 曹春晓 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期76-80,共5页
概述了等通道转角挤压(ECAE)工艺的基本原理和影响因素,介绍了ECAE在模具设计和工程应用研究方面的新进展,指出了目前存在的问题,并对今后的发展方向作了展望。
关键词 等通道转角挤压 剧烈塑性变形 超细晶 模具设计 工程应用
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大塑性变形的AM60镁合金半固态等温处理研究 被引量:5
11
作者 王迎 姜巨福 +2 位作者 杜之明 罗守靖 孙毅 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期603-608,共6页
为了制备晶粒细小且球化程度高的的AM60镁合金半固态坯料,对铸态和等径道角挤压态的AM60镁合金半固态等温处理过程进行了研究.借助金相显微镜对AM60镁合金铸坯和等径道角挤压后的铸坯在半固态等温处理中的微观组织演变进行了观察.研究... 为了制备晶粒细小且球化程度高的的AM60镁合金半固态坯料,对铸态和等径道角挤压态的AM60镁合金半固态等温处理过程进行了研究.借助金相显微镜对AM60镁合金铸坯和等径道角挤压后的铸坯在半固态等温处理中的微观组织演变进行了观察.研究结果表明:对于AM60镁合金,直接等温处理获得的半固坯晶粒很粗大,其平均晶粒尺寸都在100μm以上,晶粒球化效果不理想,很难获得合格的半固态坯;新SIMA法是一种非常理想制备AM60镁合金半固态坯的方法,利用该方法制备的AM60半固态坯的微观组织晶粒十分细小,平均晶粒尺寸在8~22μm,晶粒球化程度高;随着保温时间的延长,新SIMA法制备的AM60半固态坯的微观组织出现长大现象;随着等温处理温度的升高,固相晶粒的平均尺寸先增加后减小,晶粒球化程度越来越高. 展开更多
关键词 等径道角挤压 AM60镁合金 等温处理 半固态
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改进型ECAP路径对Al-Mg_2Si原位复合材料组织与力学性能的影响 被引量:5
12
作者 边丽萍 梁伟 +4 位作者 马建 张文利 薛晋波 王红霞 赵兴国 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1841-1846,共6页
采用一种结合BC、BA路径特点的改进型路径BC-UD2、在250℃对铸造Al-10.9%Mg2Si原位复合材料进行等通道转角挤压(ECAP)来细化组织、改善Mg2Si增强相形态及分布状态,考察其对力学性能的影响。结果表明:经BC-UD2路径8道次ECAP挤压后,复合... 采用一种结合BC、BA路径特点的改进型路径BC-UD2、在250℃对铸造Al-10.9%Mg2Si原位复合材料进行等通道转角挤压(ECAP)来细化组织、改善Mg2Si增强相形态及分布状态,考察其对力学性能的影响。结果表明:经BC-UD2路径8道次ECAP挤压后,复合材料基体由约100μm发达的树枝晶组织细化为约1.5μm的细晶粒组织;原先粗大的汉字状共晶Mg2Si相被细化为约0.85μm的多边形状颗粒,趋于均匀分布状态,较常规BC路径中Mg2Si颗粒沿基体晶界聚集分布状态有很大改善;经BC-UD2路径挤压后复合材料的抗拉强度由铸态的166.9 MPa增大到331.8 MPa,伸长率由铸态的0.43%增加到23.6%,分别提高了99%和5 400%;同时也比BC路径挤压材料的抗拉强度(297.3 MPa)提高了12%,伸长率(15.15%)提高了56%,综合力学性能显著提高。 展开更多
关键词 Al-Mg2Si原位复合材料 等通道转角挤压 晶粒细化 颗粒分散 力学性能
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等通道转角挤压硅铝合金针状共晶硅损伤断裂实验 被引量:5
13
作者 赵润娴 张建 +2 位作者 毕大森 崔宏祥 李国刚 《有色金属》 CSCD 2002年第3期12-14,共3页
用等通道转角挤压试验分析方法结合位错理论 ,研究等通道转角挤压硅铝合金组织中针状共晶硅在挤压过程中晶粒细化和断裂过程。结果表明 ,硅铝合金等通道转角挤压转角处的剪切力引起塑性变形 ,导致位错在共晶硅前的塞积与增殖 ,使共晶硅... 用等通道转角挤压试验分析方法结合位错理论 ,研究等通道转角挤压硅铝合金组织中针状共晶硅在挤压过程中晶粒细化和断裂过程。结果表明 ,硅铝合金等通道转角挤压转角处的剪切力引起塑性变形 ,导致位错在共晶硅前的塞积与增殖 ,使共晶硅形成裂纹 ;裂纹尖端的应力集中使共晶硅完全断裂 ,达到晶粒的细化。 展开更多
关键词 硅铝合金 等通道转角挤压 针状共晶硅 损伤 断裂
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方形等通道角挤压力计算与分析 被引量:5
14
作者 赵鸿金 胡玉军 +1 位作者 彭凯 李涛涛 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期15-20,共6页
通过对等通道角挤压(ECAP)变形过程进行分析,并运用上限定理,推导出ECAP变形过程挤压力计算公式,并验证了公式的可行性。研究了模具结构和摩擦力对ECAP挤压力的影响,结果表明,随着模具内角和外角的增大,ECAP挤压力降低,模具内角对ECAP... 通过对等通道角挤压(ECAP)变形过程进行分析,并运用上限定理,推导出ECAP变形过程挤压力计算公式,并验证了公式的可行性。研究了模具结构和摩擦力对ECAP挤压力的影响,结果表明,随着模具内角和外角的增大,ECAP挤压力降低,模具内角对ECAP挤压力的影响更大;摩擦力对ECAP挤压力的影响显著,接触面粗糙时的挤压力是光滑时的19倍。为模具设计和模具材料、挤压设备的选择提供了理论依据。 展开更多
关键词 等通道角挤压 挤压力 方形通道 摩擦 上限定理
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AZ31镁合金剧烈塑性变形过程分析与力学性能研究 被引量:7
15
作者 徐淑波 刘建营 +2 位作者 任国成 景财年 刘鹏 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期160-166,共7页
采用有限元仿真和实验相结合的方法对AZ31镁合金等通道转角挤压过程进行研究,确定了优化后的模具型腔形状和合理的工艺参数,为ECAE研究提供了可靠的理论参考和工艺方案。对挤压试样进行了X射线衍射分析,结果表明,ECAE是一个非均匀的剧... 采用有限元仿真和实验相结合的方法对AZ31镁合金等通道转角挤压过程进行研究,确定了优化后的模具型腔形状和合理的工艺参数,为ECAE研究提供了可靠的理论参考和工艺方案。对挤压试样进行了X射线衍射分析,结果表明,ECAE是一个非均匀的剧烈塑性变形过程,产生剧烈塑性变形的主要形式为位错滑移。随着变形的不断累积,镁合金挤压件中的位错不断增殖,逐渐产生位错线,最终晶界增多,晶粒细化。同时进行了力学测试分析,得到了多道次ECAE试样的力学性能分布规律,结合有限元分析结果,在AZ31镁合金多次ECAE中,选择优化的模具型腔几何形状、合理的工艺参数和挤压线路可以避免挤压试样的变形不均匀性。 展开更多
关键词 等通道转角挤压 超细晶粒 有限元分析 硬度分析 X射线衍射分析
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温度和背压方式对等通道转角挤压过程的影响 被引量:8
16
作者 周明智 薛克敏 李萍 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第18期2163-2168,共6页
建立了用于分析等通道转角挤压过程的热力耦合有限元模型。通过对纯钛等通道转角挤压过程的数值模拟,获得了模具及试件内部的应力、应变和温度分布。研究结果表明,等通道挤压过程中试件温度分布不均匀,在模具转角剪切部位温度最高且存... 建立了用于分析等通道转角挤压过程的热力耦合有限元模型。通过对纯钛等通道转角挤压过程的数值模拟,获得了模具及试件内部的应力、应变和温度分布。研究结果表明,等通道挤压过程中试件温度分布不均匀,在模具转角剪切部位温度最高且存在明显的温度梯度。在较高的温度条件下进行挤压,有利于降低成形压力和获得较大的变形量;接触摩擦的存在导致模具受力状况恶化及试件变形的不均匀;而带背压的挤压方式可以在有效地增加试件变形量和变形均匀性的同时降低材料产生破坏的可能性。 展开更多
关键词 等通道转角挤压 热力耦合 背压力 有限元分析
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基于Deform-3D的等通道转角挤压变形过程的计算机模拟 被引量:8
17
作者 谭险峰 周庆 刘霞 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2009年第9期66-68,共3页
采用商用DEFORM-3D软件对等通道转角挤压过程进行了计算机模拟,并将力-行程曲线的模拟和实验结果进行了对比,两者吻合较好;同时分析了挤压过程中变形体内的等效应力和等效应变的分布规律,初步探讨了晶粒细化的力学机理,为未来的研究奠... 采用商用DEFORM-3D软件对等通道转角挤压过程进行了计算机模拟,并将力-行程曲线的模拟和实验结果进行了对比,两者吻合较好;同时分析了挤压过程中变形体内的等效应力和等效应变的分布规律,初步探讨了晶粒细化的力学机理,为未来的研究奠定基础。 展开更多
关键词 等通道转角挤压 计算机模拟 等效应力 等效应变
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轧制变形超细晶纯钛的电化学腐蚀行为 被引量:6
18
作者 江鸿 雷君相 谢超英 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期187-193,共7页
工业纯钛经过8道次等通道弯角挤压处理后,在室温或液氮温度下进行轧制。随后以林格式人工模拟体液为腐蚀介质,对两步大变形前后纯钛的电化学腐蚀行为进行了研究。结果表明,8道次ECAE处理后获得的超细晶纯钛,较退火粗晶态具有更好的轧制... 工业纯钛经过8道次等通道弯角挤压处理后,在室温或液氮温度下进行轧制。随后以林格式人工模拟体液为腐蚀介质,对两步大变形前后纯钛的电化学腐蚀行为进行了研究。结果表明,8道次ECAE处理后获得的超细晶纯钛,较退火粗晶态具有更好的轧制变形能力。两步大变形制备超细晶纯钛不仅表现出良好的综合力学性能,而且具备优异的耐腐蚀性能。8道次ECAE处理的纯钛在室温冷轧后的耐腐蚀性较液氮温度冷轧后好,主要因为不同温度轧制织构组分改变使得平行于样品表面的晶面变为密排面或低指数晶面,比高指数晶面难溶解,呈现更优的耐腐蚀性能。 展开更多
关键词 纯钛 等通道弯角挤压 轧制 电化学行为 动电位极化 织构
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等径道角挤压在AZ91D镁合金半固态加工中的应用 被引量:7
19
作者 姜巨福 罗守靖 邹经湘 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第24期2608-2612,共5页
将等径道角挤压工艺(ECAE)应用为应变诱导-熔化激活(SIMA)中的应变诱导工序,并且利用半固态等温处理对ECAE挤压的材料实现熔化激活,提出新SIMA制备AZ91D镁合金半固态坯方法。研究结果表明,新SIMA法制备的AZ91D半固态坯的微观组织均匀、... 将等径道角挤压工艺(ECAE)应用为应变诱导-熔化激活(SIMA)中的应变诱导工序,并且利用半固态等温处理对ECAE挤压的材料实现熔化激活,提出新SIMA制备AZ91D镁合金半固态坯方法。研究结果表明,新SIMA法制备的AZ91D半固态坯的微观组织均匀、晶粒球化程度好、晶粒细小,平均晶粒尺寸在20μm左右。新SIMA法所制备的半固态坯料半固态触变模锻成形的托弹板的力学性能高,其抗拉强度达到293.5MPa,延伸率达到14.28%。 展开更多
关键词 等径道角挤压 半固态加工 新SIMA法 微观组织 力学性能
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剪切塑性变形聚丙烯的形态和冲击断裂行为 被引量:3
20
作者 王婷兰 唐颂超 +1 位作者 潘泳康 王庆海 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期101-104,共4页
采用光学显微镜(ROM)、扫描电子显微镜(SEM)、广角X射线衍射(WAXD)、动态力学分析(DMA)和仪器化冲击仪对剪切塑性变形后等规聚丙烯(iPP)的结构和性能进行了研究。剪切塑性变形通过等通道转角挤压技术获得。结果表明,剪切塑性变形使iPP... 采用光学显微镜(ROM)、扫描电子显微镜(SEM)、广角X射线衍射(WAXD)、动态力学分析(DMA)和仪器化冲击仪对剪切塑性变形后等规聚丙烯(iPP)的结构和性能进行了研究。剪切塑性变形通过等通道转角挤压技术获得。结果表明,剪切塑性变形使iPP球晶变为近椭圆形,其长轴沿着剪切方向取向排列,iPP的结晶度降低,动态储能模量(E')增加,晶片间分子链活动性降低。根据微纤模型分析剪切变形后iPP的冲击断裂行为,表明取向微纤和系分子的存在使iPP的断裂需要更多的裂纹引发能和扩展能,并带来悬臂梁缺口冲击强度的增加,是未变形试样的4.8倍。 展开更多
关键词 等规聚丙烯 剪切 取向 等通道转角挤压 微纤结构 冲击性能
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