等通道球形转角挤压过程中工业纯铝的微观组织演变与力学性能

王晓溪¹，张翔^2,3，庄翌¹，陆佳鑫¹，井新宇¹

1. 徐州工程学院2. 江苏徐州工程机械研究院3. 高端工程机械智能制造国家重点实验室

摘 要：突破传统ECAP变形全过程通道等截面思路,提出一种耦合剪切应变和正应变于一体的新型等通道球形转角挤压（equal channel angular extrusion with spherical cavity,ECAE-SC）工艺。在自行研制的模具上对工业纯铝进行室温单道次ECAE-SC挤压实验,采用OM、EBSD和TEM等技术手段,研究了ECAE-SC变形过程中工业纯铝微观组织的演变规律,并测试了变形后试样的显微硬度。结果表明,在ECAE-SC工艺剧烈简单剪切变形诱导下,工业纯铝仅需1道次挤压变形即可获得等轴、细小、均匀的超细晶组织,平均晶粒尺寸约为400 nm;工业纯铝室温ECAE-SC变形以位错滑移为主并伴有不完全连续动态再结晶,其微观组织经历了剪切带→位错胞→小角度亚晶→大角度等轴晶粒等动态演化过程。1道次ECAE-SC变形后,工业纯铝组织以{110}<001>高斯织构为主,同时存在部分{111}<112>铜型织构;材料显微硬度值大幅提升,由初始289.4 MPa提高到565.3 MPa,增幅高达95.33%,且分布均匀性良好。

关键词：剧烈塑性变形;等通道球形转角挤压;应变累积;晶粒细化;组织演变;