高速沖擊細化晶粒方法研究.pdf

1、磁脈沖成形的變形速率為準靜態(tài)成形的100-1000倍。能顯著提高金屬的成形能力，同時，可使材料從微觀組織到力學性能產(chǎn)生一系列的改變。因此本文從數(shù)值模擬、工藝實驗、微觀組織分析三個方面，對純Cu棒、Q235板在脈沖磁場力驅(qū)動下的沖擊變形和晶粒細化等內(nèi)容進行了研究。
　　利用DEFORM-3D得到了圓棒磁脈沖高速鐓粗和平板磁脈沖高速沖擊的載荷-行程曲線，并分析了平板磁脈沖高速沖擊后板材的等效應變分布規(guī)律。結(jié)果表明，每次變形過程中，板材

2、彎曲延伸區(qū)和未變形區(qū)會產(chǎn)生協(xié)調(diào)變形，等效應變在板長方向分布不均勻，導致板材的左右兩端會產(chǎn)生約1個齒寬的“畸變區(qū)”，在板中間有小幅波動，波動幅度隨著壓制道次的增加而變大。
　　沖擊變形試樣的顯微組織觀察表明，圓棒磁脈沖高速鐓粗和平板磁脈沖高速沖擊方法都有效細化了材料的晶粒。在圓棒磁脈沖高速鐓粗條件下，純 Cu棒由原始的200μm細化為大量微米級細晶和擁有微米級亞結(jié)構(gòu)的粗晶；在平板磁脈沖高速沖擊條件下，Q235板平均晶粒尺寸由20.7

3、μm細化為5.15μm。硬度分析結(jié)果表明，在本文研究條件下，純 Cu試樣的加工硬化現(xiàn)象不顯著，但心部硬度高于其他部位。Q235板A區(qū)和B區(qū)的硬度都隨著道次的增加而上升，在第1道次時上升幅度最大，經(jīng)過4道次變形后，A區(qū)與B區(qū)硬度差異消失；A區(qū)和B區(qū)的I.F.值先增大后減小，表明加工硬化不均勻性在第1道次時上升最大，而后逐漸減小。
　　進行了平板磁脈沖高速沖擊與CGP的比較研究，結(jié)果表明，平板磁脈沖高速沖擊能夠延緩裂紋的產(chǎn)生，變形更均