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120°模具室温ECAP制备工业纯钛的热压缩变形行为

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稀有金属材料与工程 2012年第4期41卷 667-671页

作者：刘晓燕赵西成杨西荣王成西安建筑科技大学陕西西安710055 武汉钢铁股份有限公司湖北武汉430080

在Gleeble-1500热模拟机上对室温120°模具等径弯曲通道变形(ECAP)制备的平均晶粒尺寸为200nm的工业纯钛(CP-Ti)进行等温变速压缩实验,研究超细晶(UFG)工业纯钛在变形温度为298～673K和应变速率为10-3～100s-1条件下的流变行为。利用透... 详细信息

在Gleeble-1500热模拟机上对室温120°模具等径弯曲通道变形(ECAP)制备的平均晶粒尺寸为200nm的工业纯钛(CP-Ti)进行等温变速压缩实验,研究超细晶(UFG)工业纯钛在变形温度为298～673K和应变速率为10-3～100s-1条件下的流变行为。利用透射电子显微镜分析超细晶工业纯钛在不同变形条件下的组织演化规律。结果表明:流变应力在变形初期随应变的增加而增大,出现峰值后逐渐趋于平稳;峰值应力随温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大;随变形温度的升高和应变速率的降低,应变速率敏感性指数m增加,晶粒粗化,亚晶尺寸增大,再结晶晶粒数量逐渐增加;超细晶工业纯钛热压缩变形的主要软化机制随变形温度的升高和应变速率的降低由动态回复逐步转变为动态再结晶。

关键词： ECAP工业纯钛热压缩变形流变应力应变速率敏感性动态再结晶

模具角度对CP-Zr室温ECAP变形组织与性能的影响

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稀有金属 2018年第4期42卷 367-372页

作者：杨西荣井菲菲刘晓燕罗雷西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055 陕西省冶金工程技术研究中心陕西西安710055

在等径弯曲通道变形（ECAP）中,模具角度是影响材料组织与性能的重要因素。本文分别采用通道夹角Φ=90°、外圆角Ψ=20°和通道夹角Φ=105°、外圆角Ψ=20°的模具,来探究模具角度对工业纯锆室温ECAP变形组织与性能的影响。通过金相显... 详细信息

在等径弯曲通道变形（ECAP）中,模具角度是影响材料组织与性能的重要因素。本文分别采用通道夹角Φ=90°、外圆角Ψ=20°和通道夹角Φ=105°、外圆角Ψ=20°的模具,来探究模具角度对工业纯锆室温ECAP变形组织与性能的影响。通过金相显微镜（OM）、透射电镜（TEM）、拉伸测试、扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）等手段,分析在不同模具角度下,工业纯锆单道次ECAP变形组织与性能。实验结果表明：通道夹角Φ=90°和Φ=105°的金相组织对比,Φ=90°的晶粒破碎更为明显。同时,对比两者TEM结果,通道夹角Φ=90°的板条破碎明显,存在大量位错和位错缠结并伴有孪晶发生,故ECAP变形过程中通道夹角Φ=90°的变形大于通道夹角Φ=105°,细化效率高。拉伸和SEM结果表明缩小通道夹角,会提高材料的抗拉强度和硬度。XRD结果表明,模具角度对织构类型具有一定影响,在通道夹角Φ=90°的单道次ECAP变形中主要形成的是B织构和C1织构,而在通道夹角Φ=105°的单道次ECAP变形中形成的是主要B织构和C2织构,同时,两种变形条件下,织构极点扩展方向不同。

关键词： ECAP变形模具角度工业纯锆组织性能织构

纳米压痕法分析ECAP变形工业纯钛的力学性能

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稀有金属材料与工程 2017年第3期46卷 669-674页

作者：刘晓燕赵西成杨西荣贾江平西安建筑科技大学陕西西安710055 西安陕鼓动力股份有限公司陕西西安710075

采用等径弯曲通道变形(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)技术制备了不同晶粒尺寸的超细晶工业纯钛,通过纳米压痕测试技术对ECAP变形工业纯钛的力学性能进行研究,讨论了加载应变速率和晶粒尺寸对工业纯钛硬度测试结果的影响,进一步... 详细信息

采用等径弯曲通道变形(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)技术制备了不同晶粒尺寸的超细晶工业纯钛,通过纳米压痕测试技术对ECAP变形工业纯钛的力学性能进行研究,讨论了加载应变速率和晶粒尺寸对工业纯钛硬度测试结果的影响,进一步分析了ECAP变形工业纯钛的应变硬化能力和残余应力。结果表明:随着加载应变速率的增大和晶粒尺寸的减小,工业纯钛的硬度值增加。硬度-位移曲线表现出具有硬化效应的压痕尺寸效应(Indentation Size Effect,ISE)。纳米压痕形貌表明:ECAP变形工业纯钛的应变硬化能力降低,存在残余压应力。

关键词：等径弯曲通道变形工业纯钛纳米压痕法连续刚度测量力学性能

纳米压痕法测量超细晶工业纯钛室温蠕变速率敏感指数

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稀有金属材料与工程 2017年第5期46卷 1365-1369页

作者：罗雷赵西成刘晓燕杨西荣西安建筑科技大学陕西西安710055 陕西省冶金工程技术研究中心陕西西安710055

室温下,采用复合细化(ECAP+冷轧+旋锻)工艺,制备出平均晶粒尺寸约为180 nm的超细晶工业纯钛,其抗拉强度高达870 MPa。利用纳米压痕仪对超细晶工业纯钛以恒加载速率/载荷的方式进行测试实验,通过测定压头保载阶段的压入位移和材料的硬度... 详细信息

室温下,采用复合细化(ECAP+冷轧+旋锻)工艺,制备出平均晶粒尺寸约为180 nm的超细晶工业纯钛,其抗拉强度高达870 MPa。利用纳米压痕仪对超细晶工业纯钛以恒加载速率/载荷的方式进行测试实验,通过测定压头保载阶段的压入位移和材料的硬度值计算得出室温蠕变速率敏感指数m值。结果表明:超细晶工业纯钛由于晶粒明显细化,晶界数量增多,晶界长度增加,位错增殖,在室温下表现出优良的抗蠕变能力,适合在压力环境下长期工作,其蠕变机理主要为蠕变位错机理。室温蠕变速率敏感指数m值与加载条件无关,主要由材料的微观组织决定。

关键词：纳米压痕复合细化工艺超细晶工业纯钛蠕变蠕变速率敏感指数

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工业纯锆ECAP单道次变形组织与性能研究

稀有金属材料与工程 2018年第4期47卷 1124-1129页

作者：井菲菲杨西荣刘晓燕罗雷朱振西安建筑科技大学陕西西安710055 陕西省冶金工程技术研究中心陕西西安710055

室温下采用常规等径弯曲通道变形(ECAP)模具(通道夹角90°,内圆角20°)成功实现工业纯锆ECAP单道次变形。通过金相显微镜、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及单向拉伸实验等测试方法,研究ECAP变形后工业纯锆的组织与性能。研究结... 详细信息

室温下采用常规等径弯曲通道变形(ECAP)模具(通道夹角90°,内圆角20°)成功实现工业纯锆ECAP单道次变形。通过金相显微镜、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及单向拉伸实验等测试方法,研究ECAP变形后工业纯锆的组织与性能。研究结果表明:工业纯锆经过通道夹角为90°模具单道次ECAP变形后,晶粒显著破碎,屈服强度和抗拉强度分别提高到397和536 MPa,增幅分别为~43%和~53%;其硬度值也由原始样的1050 MPa提高到了约1550 MPa;材料仍保持有较好的延伸率,延伸率为21.2%。TEM结果显示工业纯锆单道次ECAP变形后试样有大量的板条、位错及位错胞存在。XRD结果表明经ECAP变形后,工业纯锆原始的基面织构和锥面织构转变成了柱面织构。

关键词：工业纯锆 ECAP变形组织和性能织构

室温ECAP和冷轧复合变形工业纯钛的组织和性能

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材料研究学报 2008年第3期22卷 303-306页

作者：付文杰赵西成杨西荣兰新哲西安建筑科技大学冶金学院西安710055

采用ECAP技术和常规冷轧复合变形工艺制备了高强度工业纯钛,研究了复合变形后试样的力学性能与显微组织的关系.结果表明,工业纯钛经室温单道次ECAP和冷轧复合变形后,晶粒被严重拉长,形成了明显的纤维状组织,试样的抗拉强度高达805 MPa;... 详细信息

采用ECAP技术和常规冷轧复合变形工艺制备了高强度工业纯钛,研究了复合变形后试样的力学性能与显微组织的关系.结果表明,工业纯钛经室温单道次ECAP和冷轧复合变形后,晶粒被严重拉长,形成了明显的纤维状组织,试样的抗拉强度高达805 MPa;随着冷轧变形量的增大,变形组织的细化程度和均匀性提高,使试样的强度和塑性进一步提高.位错滑移和孪生是工业纯钛室温ECAP和冷轧复合变形的主要变形机制.

关键词：金属材料 ECAP 冷轧工业纯钛纤维组织力学性能

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楔形头部试样的ECAP变形行为有限元模拟

热加工工艺 2009年第21期38卷 77-79,83页

作者：李婷赵西成杨西荣西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055

应用三维有限元方法对楔形头部试样在等径弯曲通道挤压(ECAP)中的变形行为进行了模拟分析,以比较不同楔形方案(前楔形、后楔形以及楔形头部大小)对金属ECAP变形的影响。结果表明:试样头部为后楔形可以有效的降低加工载荷,显著改善应力/... 详细信息

应用三维有限元方法对楔形头部试样在等径弯曲通道挤压(ECAP)中的变形行为进行了模拟分析,以比较不同楔形方案(前楔形、后楔形以及楔形头部大小)对金属ECAP变形的影响。结果表明:试样头部为后楔形可以有效的降低加工载荷,显著改善应力/应变分布的均匀性,消除应变集中,避免折叠缺陷,从而获得组织性能较为均匀的试样。

关键词：等径弯曲通道挤压有限元模拟工业纯钛

摩擦系数对不同截面纯锆单道次ECAP变形影响的有限元模拟与实验验证

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材料导报 2016年第2期30卷 145-149页

作者：贾鹏博杨西荣刘晓燕罗雷西安建筑科技大学冶金工程学院西安710055

利用商业有限元软件Abaqus模拟不同截面形状纯锆试样在不同摩擦系数条件下单道次等通道转角挤压变形。模拟结果表明,摩擦系数对挤压载荷有明显影响,随着摩擦系数的增大,截面形状对挤压载荷的影响越来越小。同时发现,随着摩擦系数的增大,... 详细信息

利用商业有限元软件Abaqus模拟不同截面形状纯锆试样在不同摩擦系数条件下单道次等通道转角挤压变形。模拟结果表明,摩擦系数对挤压载荷有明显影响,随着摩擦系数的增大,截面形状对挤压载荷的影响越来越小。同时发现,随着摩擦系数的增大,Z面等效应变分布均呈减小趋势,且圆形试样减小幅度大于方形试样,说明摩擦及圆形截面有助于工业纯锆的均匀变形;对X面的等效应变分布分析发现,摩擦系数对圆形试样X面等效应变分布影响不大,方形试样X面变形均匀性随摩擦系数的增大而减小。考虑到摩擦会导致挤压力过大,因此在挤压过程中应适当减小摩擦系数,并选择圆形截面试样。

关键词：等通道转角挤压摩擦系数截面形状有限元模拟

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超细晶工业纯锆的室温蠕变特性及断口分析

稀有金属材料与工程 2019年第3期48卷 815-819页

作者：杨西荣朱振刘晓燕罗雷赵西成西安建筑科技大学陕西西安710055 陕西省冶金工程技术研究中心陕西西安710055

研究了超细晶工业纯锆在0.875R_(p0.2)、0.9R_(p0.2)、0.9125R_(p0.2)、0.925R_(p0.2)、0.9375R_(p0.2)、0.95R_(p0.2)蠕变应力下的室温蠕变性能,计算了超细晶工业纯锆的稳态蠕变速率,并分析了其蠕变断裂机理。结果表明:超细晶工业纯锆... 详细信息

研究了超细晶工业纯锆在0.875R_(p0.2)、0.9R_(p0.2)、0.9125R_(p0.2)、0.925R_(p0.2)、0.9375R_(p0.2)、0.95R_(p0.2)蠕变应力下的室温蠕变性能,计算了超细晶工业纯锆的稳态蠕变速率,并分析了其蠕变断裂机理。结果表明:超细晶工业纯锆在蠕变应力为0.875R_(p0.2)时,出现了蠕变饱和现象,稳态蠕变速率随着蠕变应力的增加而增大,稳态蠕变阶段缩短;室温下,工业纯锆经复合细化后蠕变抗性显著提高;当蠕变应力为0.95R_(p0.2)时,稳态蠕变速率达到最大值3.140×10^(-6) s^(-1)。通过计算蠕变应力指数,得到超细晶工业纯锆的室温蠕变机理为位错运动。超细晶工业纯锆室温蠕变断裂为韧性断裂。

关键词：超细晶工业纯锆蠕变稳态蠕变速率蠕变断裂