【《大塑性变形(SPD)方法研究的国内外文献综述》1500字】

大塑性变形(SPD)方法研究的国内外文献综述目录TOC\o"1-3"\h\u8089大塑性变形(SPD)方法研究的国内外文献综述 1233431.1累计叠轧工艺 11311.2高压扭转工艺 2119521.3多向锻造工艺 257191.4往复挤压工艺 3252891.5等通道转角挤压工艺 4大塑性变形方法可以定义为在金属的成形过程中对金属采用大塑性应变从而得到超细晶材料的过程。大塑性变形的本质其实是细晶强化，由霍尔-佩奇公式可以知道，当晶粒大小不超出范围时，材料强度随着晶粒尺寸的降低而升高[9]。大塑性变形法与传统细晶强化方法的区别是使材料产生大的塑性变形，同时当材料晶粒细化之一定程度之后(尤其在晶粒尺寸达到亚微米及纳米尺度之后)，多种强化机制会同时作用于材料的强化过程，所以，采用大塑性变形可以得到更好的强化效果[10-13]。1.1累计叠轧工艺累积叠轧工艺是日本Saito等[14]提出来的一种大塑性变形工艺，其工艺原理如图1.1所示。图1.1累积叠轧工艺原理累积叠轧工艺将预处理之后尺寸相等的两块金属板材进行叠轧从而使两块板材自动焊合，重复进行叠轧过程使金属板反复焊合，从而使晶粒细化、夹杂物均布，并提高材料的力学性能。采用轧制方法制备板材有着许多优点，但随着轧制过程的进行随着材料的厚度减小总应变量受到限制[15]。在累积叠轧工艺中，金属板材可以在反复的轧制过程中累积较多的应变量，理论上金属板材能获得很大的应变量量，改善在传统轧制过程中总应变量受限的问题，从而可以连续轧制得到超细晶金属薄板。但同时也存在很多问题，比如在累计叠轧的过程中需要提供很大的剪切力；如果对材料的润滑不够充分，轧机的使用寿命会大大降低；所制备出板材的延展性不足以达到要求[16]。1.2高压扭转工艺高压扭转工艺分为压缩和扭转两个阶段，其基本原理如图1.2所示。固定在凹模内的试样在上冲头压力作用下产生轴向的压缩变形。上模持续施加压力保持试样时刻处压缩状态，同时下模进行扭转，此时下模与试样间的摩擦使试样在横截面上发生扭转变形，在试样内部产生剪切应变。由此可以看出，高压扭转工艺得到细晶材料的原理即持续对模具施加压力从而在试样变形区始终保持高压环境，利用模具与试样间摩擦力的作用使材料发生剧烈的剪切应变细化晶粒[17]。高压扭转工艺主要的缺点是材料变形过程中需要保持高压环境，给模具持续提供较高的压力，会提高材料的生产成本。图1.2高压扭转工艺原理1.3多向锻造工艺多向锻造的工作原理如图1.3所示，与传统的轧制工艺相比较，多向锻造通过不断改变材料在三个轴向上所施加的外加载荷的不断变化使试样产生压缩或者伸长，通过多次重复的变形使材料累积得到大应变量。多向锻造工艺实际上是墩粗、拔长的组合，可通过重复多次自由锻来实现。图1.3多向锻造工艺原理在多向锻造的过程中材料的边部随着变形的进行应变量的逐渐累积可能会有破裂的情况出现，同时变形需要在高温下进行，在材料的内部会发生再结晶，出现晶粒长大的情况，所以为了使材料的晶粒得到充分的细化，必须严格把控工艺流程，对变形过程中的温度以及材料所累积的应变量进行精确的控制。1.4往复挤压工艺往复挤压工艺的基本原理如图1.4所示，两个模腔及内部的冲头、一个紧缩区和组成往复挤压工艺的模具。图1.4往复挤压工艺原理在往复挤压过程中，冲头将试样压至紧缩区，试样受到正挤压的作用产生变形,进行挤压后受到另一个模腔的作用力从而发生镦粗变形。另一边的冲头用同样的流程把变形后的试样进行反向挤压,完成一个逆转挤压的循环。不断重复以上工艺流程直至累积得到所需的应变量,将其中一侧的冲头从模具中移走把试样全部挤出模具,得到所需的细晶材料[18]。1.5等通道转角挤压工艺代前苏联科学家Segal[19]等首次提出等通道转角挤压技术起，ECAP获得一众学者的广泛使用。在众多的大塑性变形方法中