ECAP对纯铜循环硬化软化特性的改变.pdfVIP

第34卷第5期 固体力学学报 V01．34NO．5 CHINESE OFSOLIDMECHANICS 2013年10月 JOURNAL October2013 ECAP对纯铜循环硬化／软化特性的改变+ 张克实p” 董书惠2 许凌波1 黄世鸿1 袁秋平1 (1广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室、土木建筑工程学院，南宁，530004) (2沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司，沈5IE!，110000) 摘要 以纯铜棒材试样为研究对象，通过试验研究l、4、8道次等通道转角挤压(ECAP)后材料的单轴拉压 循环行为，探讨ECAP后材料循环特性的变化，得到以下结论：(1)具有循环硬化特性的纯铜进行ECAP挤压后，其 循环特性可转变为循环软化；(2)第一道次ECAP挤压对材料循环应力应变响应的强化作用最大，后续道次挤压对 强化的效用迅速降低，4道次以后挤压的强化作用似可忽略不计；(3)因循环软化，纯铜经ECAP挤压后的循环应 力应变曲线大大低于其单调拉伸应力应变曲线，与未经ECAP挤压的结果相反．论文研究表明，评估ECAP对材料 的强化效果需同时考察材料单调加载和循环加载的力学性能． 关键词纯铜，等通道转角挤压(ECAP)，循环硬化／软化，循环应力应变曲线 6’1 则相对较少[17|．对实际应用来说，工程材料需满 0 引言 足一定的疲劳寿命要求，因此有必要对经ECAP处 理材料在循环加载下的力学特性进行探讨．因为大 ChannelAn— 金属经历等通道转角挤压(Equal 部分实际构件或零部件会承受往复载荷，需要参考 gular Pressing，简称ECAP)时，材料受到强烈剪切 材料的循环应力应变曲线来设计．仅基于材料单调 作用产生局部区域剧烈塑性变形，使得材料的微结 加载下力学特性的设计可能过分保守，但也可能难 构和力学特性发生明显变化[1’2]．ECAP可激化位错 以保证安全且达不到设计寿命．文献[-16，17]分别对 在不同取向晶粒中的运动，促使晶内不同区域转动 ECAP挤压后的纯铜和铝铜合金的拉压循环性能和 差异增大形成大角度晶界而形成细化晶粒∞“]．联 疲劳开展了试验研究，其结果都表明ECAP挤压后 系到金属材料屈服应力与晶粒尺寸之间的关 材料在拉压循环中峰值应力是随循环增加而下降 系[5,63，不少学者试图利用ECAP试验来探讨这种 的，即存在循环软化现象． 关系的内在规律[7。11I．而且对晶粒尺寸引发尺寸效 本文试图通过实验对经ECAP处理后材料的 应的可能机制，以及对多晶材料计算中如何考虑这 循环硬化、软化行为的变化进行研究．主要工作有： 4。． 种效应，也都有不同角度的探讨口2。1