應力誘發熔體激活法

應力誘發熔體激活法(Stress Induced Melt Activation,SIMA) 是由Young 首先開發並經Kirkwood 及其同事發展的一種半固態坯料製備方法，它是將常規鑄錠經過擠壓、輥壓、軋制等變形工藝產生足夠的冷變形、溫變形甚至熱變形，製成具有強烈拉伸形變結構顯微組織的棒料，然後加熱到固液兩相區，並保溫一定時間，被拉長的晶粒變成了細小的粒狀顆粒，隨後快速冷卻獲得非枝晶組織坯料；另一種改進的SIMA 法則將冷變形改為再結晶溫度下的溫變形，以保證最大應變硬化效果。

基本介紹

• 中文名：應力誘發熔體激活法
• 外文名：SIMA

一 般認為，其機理是經過塑性變形和再結晶的大角度晶粒晶界，在半固態加熱溫度區間被液態金屬潤濕，樹枝晶側枝熔斷而成為初生球狀晶粒。通過添加微量元素和進行循環熱處理，可使晶粒尺寸減小，初生相的顆粒圓整，縮短初生相球粒化的時間。一般錠坯承受的有效應變越大，半固態加熱時組織的球化程度越好，球化後的組織越細小、越均勻。SIMA法中最重要的3個工藝參數是預變形量、加熱到半固態期間的溫度和保溫時間。因此SIMA工藝效果主要取決於低溫熱加工和重熔兩個階段，若在兩者之間設定冷加工工序，可以增加工藝的可控性。SIMA技術適用於各種高、低熔點合金系列，尤其對製備較高熔點的非枝晶組織合金具有獨特的優越性。現已成功套用於不鏽鋼、工具鋼、銅合金和鋁合金，並獲得了晶粒尺寸20μm左右的非枝晶組織合金，與機械攪拌和電磁攪拌法相比，SIMA法不需要複雜的設備，製備的金屬坯料純淨，產量較大，它將是種有前景的坯料製備方法。由於SIMA法坯料製備需要增添塑性變形工序，使得SIMA法生產坯料的成本較電磁攪拌法的高3~5倍，因此目前只是生產小批量、小尺寸的半固態坯料。