劇烈塑性變形

劇烈塑性變形(Severe Plastic deformation ,SPD)作為一種新興的塑性變形方法,可以在變形過程中引入大的應變數(傳統的塑性變形很難實現應變數大於1的真應變),從而有效細化(亞微米或納米量級)金屬,且獲得完整大尺寸塊體試樣,通過在變形過程中微觀組織的控制,可以同時獲得具有高強度與大塑性的塊體納米材料。

劇烈塑性變形的方法來製備金屬納米材料的方法很多,目前使用較多的是高壓扭轉法,高壓扭轉法可通過專門的高壓扭轉設備如TRANSMST高壓扭轉系統對材料在壓力,扭轉圈數量,溫度進行調控得到所需的模組。

介紹,研究方向,

介紹

劇烈塑性變形(Severe Plastic deformation ,SPD)作為一種新興的塑性變形方法,可以在變形過程中引入大的應變數(傳統的塑性變形很難實現應變數大於1的真應變),從而有效細化(亞微米或納米量級)金屬,且獲得完整大尺寸塊體試樣,通過在變形過程中微觀組織的控制,可以同時獲得具有高強度與大塑性的塊體納米材料。
目前製備塊體超細晶材料的劇烈塑性變形方法主要有以下幾種:高壓扭轉法(High pressure and torsion , HPT)、等徑角擠壓變形法 ( Equal channel angular pressing,ECAP)、疊層軋合技術(Accumulative Roll Bonding ,ARB)、反覆折皺-壓直(Repetitive corrugation and straightening,RCS)等技術。其中高壓扭轉與等徑角擠壓變形是目前研究最熱最多的兩種劇烈塑性變形方法。劇烈塑性變形作為一種獨特的,以組織性能控制為目的的塑性加工方法,用於材料的加工製備,已在鋁及鋁合金、銅及銅合金、純鐵、碳鋼、鎳等數十種材料中獲得了塊體亞微晶乃至納米晶組織。
SPD法製備微納米材料的變形細化機制比較複雜,目前還沒有統一的理論解釋,爭論比較多的有3種晶粒細化機制:形變誘導晶粒細化、熱機械變形細化和粒子細化。

研究方向

當前關於微納米材料的SPD製備法可以從以下幾個方面開展研究:開展SPD細化機理、組織結構演化、應力應變行為、超細晶結構特徵等問題的研究;從金屬原子、晶體缺陷(位錯、空位等)在微納米晶變形過程中的運動特性、運動的熱力學與動力學條件等方面,藉助先進的計算機模擬技術,結合微觀結構特徵和力學性能參數,建立微納米材料變形的模型和理論來指導試驗;SPD加工過程中非平衡態晶界的形成、變形織構的空間分布以及再結晶遺傳行為等也是未來研究的方向;組織結構(包括晶粒、第二相、顆粒和納米結構等)穩定性的研究;微納米晶界、微納米金屬晶體結構缺陷對材料力學性能的影響。

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