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ECAP变形道次对复合材料显微组织的影响

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:图5.7所示为ECAP变形前和在230℃采用模角为90°的模具ECAP变形不同道次后1.0wt% MWCNTs复合材料显微组织金相照片。图5.8 ECAP变形道次对1.0wt% MWCNTs复合材料晶粒大小的影响从以上数据可以得出,ECAP变形工艺能明显细化MWCNTs增强镁基复合材料晶粒组织。随着ECAP变形道次数的增加,复合材料晶粒组织不断得到细化,超细晶粒逐渐增多。如图5.7e所示,经ECAP变形4道次后复合材料晶粒变得更加均匀、细小,等效平均晶粒尺寸达到约2μm。

ECAP变形道次对复合材料显微组织的影响

图5.7所示为ECAP变形前和在230℃采用模角为90°的模具ECAP变形不同道次后1.0wt% MWCNTs复合材料显微组织金相照片。

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图5.7 ECAP变形道次对1.0wt% MWCNTs复合材料显微组织的影响

(a)挤压态 (b)ECAP变形1道次 (c)ECAP变形2道次 (d)ECAP变形3道次 (e)ECAP变形4道次

利用定量金相分析软件对图5.7a、b、c、d、e微观组织进行分析计算的晶粒平均等效直径如图5.8所示。随着ECAP变形道次的增加,1.0wt% MWCNTs增强镁基复合材料的晶粒组织得到明显细化,当ECAP变形4道次后,1.0wt%MWCNTs增强镁基复合材料的晶粒等效平均直径由挤压态的23μm细化到约2μm。

978-7-111-48408-0-Chapter05-8.jpg(www.xing528.com)

图5.8 ECAP变形道次对1.0wt% MWCNTs复合材料晶粒大小的影响

从以上数据可以得出,ECAP变形工艺能明显细化MWCNTs增强镁基复合材料晶粒组织。经过ECAP变形1道次后大量的超细晶粒在初始大晶粒间出现,如图5.7b所示。随着ECAP变形道次数的增加,复合材料晶粒组织不断得到细化,超细晶粒逐渐增多。如图5.7e所示,经ECAP变形4道次后复合材料晶粒变得更加均匀、细小,等效平均晶粒尺寸达到约2μm。根据累积等效应变公式——式(2-2)可知,累积的塑性应变量随着ECAP变形道次的增加而增加,晶粒细化程度也应该更高。

在ECAP变形过程中,经过1道次的变形后复合材料晶粒细化非常明显,随着挤压变形道次的增加,复合材料晶粒尺寸不再明显减小,但晶粒组织更加均匀。这主要是由于在ECAP变形过程中发生了回复再结晶,所以随着ECAP变形道次的增加,MWCNTs增强镁基复合材料晶粒尺寸逐渐减小,而且回复再结晶还导致了等轴晶的均匀分布

ECAP变形晶粒细化的机制是由于在变形过程中位错的滑移及交互作用形成位错界面、亚结构及进一步形成小角度晶界和大角度晶界,原始晶粒被新形成的界面重新分割,从而使材料组织被细化。

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