等径弯曲通道变形制备块体超细晶铜的腐蚀性能研究-材料加工工程专业论文.docxVIP

西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 PAGE PAGE 8 PAGE PAGE 13 腐蚀介质等因素会对超细晶金属材料的腐蚀性能产生不同的影响。研究具体外在环境 和加工工艺对超细晶材料腐蚀行为的影响，了解超细晶材料的腐蚀形式及其腐蚀机理， 对于更全面准确地认识超细晶材料，指导超细品金属材料的制备、加工和应用具有重 要的积极作用。 1.2 超细晶材料的 ECAP 技术 1.2.1 超细晶材料的制备方法 自1984年Gleiter[21采用惰性气体凝聚原位加压法制备出块体金属超细晶材料以来， 现己发展出多种超细晶材料的制备方法。这些对超细品材料生产技术的研究方法总的 可以分为两类. -类是利用自组装将原子或分子组装成为系统一由下而上的方法 (bo忧。m-up); 另一类是设法降低物质结构维度一由上而下的方法 (top-down) 。 目前， bottom-up技术主要包括 :气相沉积法[8，坷，电镀法[1例，机械合金化技术 llll， 快速凝固法I12]，非晶晶化法[13，14)等。这些方法在制备超细晶材料过程中都或多或少地 的出现一些问题，如机械合金化技术 φ1A)在研磨过程中易产生杂质、污染、氧化及应 力，不易得到洁净的超细晶晶体界面:快速凝固法工艺过程复杂、成本较高，而且熔 剂的适应性差，试验结果分散，净化效果稳定性差:非晶晶化法受到合金非晶形成能 力大小的影响，只局限于部分合金。正是因为这些缺陷和不足，因此 bottom-up技术 不适宜应用于工业大规模结构材料的生产。而 top-down采用大应变或快速加载对粗晶 结构材料进行超细化，避免了 bo忧om-up方法中小晶粒生产过程中污染物的出现，同 时这种方法可以广泛的应用于不同结构材料的生产。 在有关气opdown方法制备超细晶纯金属和合金的报道中，我们可以看到很多有关 大塑性变形 (Severe Plas出 DefoIτnation ，简称SPD) 的文献。大塑性变形方法在保证 变形固体材料尺寸不发生太大变化的条件下，给材料以非常大的应变，制备出各截面 具有亚微米级尺寸晶粒的结构材料。这种独特的、以组织控制为目的的塑性加工方法 能够制备无残余孔隙、界面清洁的各种块体超细品材料。随着 SPD工艺技术的不断发 展，许多 SPD工艺技术被提出，主要包括等径弯曲通道挤压法 (Equal Channel Angul缸 Pressing ，ECAP) (15.17)、高压扭转变形法(阻 gh Pressure and Torsion， HPT) [18.20)、 多次锻压法 (Multiple Forging ，MF) [21-23) 、循环挤压-辙粗法(Cyclic Extrusion-Compression ，CEC) [24，25J 、累积叠轧法(Accumulative Roll-bonding (ARB) ) [26，η2 、反复折皱·压直法 (Repetitive Corrugation and Straightening (RCS)) (28，92)等。 其中等径弯曲通道挤压法 (ECAP) 尤其引人注目。 1.2.2 ECAP 变形技术 ECAP 技术是一个用相对较低的压力通过多道次变形获得大应变的有效细化晶粒 方法，在变形过程中，通过无穷小变形区的纯剪切变形，能制备大的块状超细晶材料， 并且超细化组织均匀一致。 ECAP 变形技术[30)是利用由两个相交的等径通道组成的挤 压模具来使被挤压材料获得大的塑性切应变。等径弯曲通道挤压模具内有两个截面相 等、以一定角度相交且完全连接的通道，两通道的内交角为 φ，外接弧角为哩 横截 面可以为矩形，也可为圆形。在等径弯曲通道挤压过程中，试样与模具中的通道尺寸 紧密配合并与模内壁润滑良好，在冲头的压力 P 的作用下向下挤压。 该方法可以有效地将块状材料内部的晶粒细化至 1μm 以下，制备出超细晶材料。 到目前为止，用于 ECAP 研究的材料有纯金属问， Cu， Al，Ti 等，合金有普通低碳钢， Ti-6Al-4V，1420AI，AI-Mg ，Zn-AI 合金， AZ91 ，AZ31 ，Pb2旬，金属问化合物TiAJ， 以及金属基复合材料等。关于这些超细晶材料的组织性能及力学性能等方面的研究屡 见不鲜，并且也已经取得了大量的研究成果。 在等径弯曲通道挤压 (ECAP) 方法中，有 A 方式、 C 方式、 Ba 方式和 Bc 方式等 不同的挤压方式。有人认为 (31)各变形方式的晶粒细化效果为 Bc注C二 A 或 Ba，也有人 认为 (32)是 A 法Bc Ba C