溫度對純銅等通道擠壓變形組織的影響

  近幾十年來,世界各國都積極研究獲得亞微米和納米級超細(xì)晶的方法,強(qiáng)塑性變形技術(shù)是其中方法之一,其主要包括:等通道轉(zhuǎn)角擠壓(ECAP)、反復(fù)側(cè)擠壓、累計(jì)疊軋法等。ECAP技術(shù)是在研究鋼的變形織構(gòu)和微觀組織時(shí),為了獲得純剪切應(yīng)變而開發(fā)的工藝,經(jīng)過近20年的發(fā)展,ECAP技術(shù)已逐步發(fā)展成為一種制備三維大尺寸的致密超細(xì)晶塊材料的有效方法。在聚能裝藥與爆炸成形彈丸,使用具有高密度、高聲速和高延展性的純銅。超細(xì)晶、納米晶的發(fā)展為提高純銅強(qiáng)韌性提供了一條切實(shí)可行的方向,由于超細(xì)晶純銅材料其優(yōu)良的綜合性能,具有很高的應(yīng)用價(jià)值。但是,溫度對純銅等通道擠壓的組織演變的研究還不多見。升高溫度可以提高純銅的變形能力和流動(dòng)性,減小擠壓力,提高擠壓效率,降低生產(chǎn)成本。因而,本文研究室溫、160、200、250℃下,純銅ECAP多個(gè)擠壓道次后微觀組織的演變過程,評價(jià)其晶粒細(xì)化效果。

  試驗(yàn)材料為Φ10mm的退火態(tài)工業(yè)純銅(99.7wt%)棒材。所使用的ECAP模具內(nèi)角準(zhǔn)=90°,外角Ψ=60°。在室溫進(jìn)行ECAP擠壓時(shí),潤滑劑選用的是20﹟機(jī)油,擠壓道次為2、4、6、8、10、12、14、16;在高溫下進(jìn)行ECAP變形溫度為160、200、250℃,潤滑劑選用的是20﹟機(jī)油和石墨的混合物。

  在室溫下ECAP,純銅退火態(tài)在剪切力的作用下裂化為細(xì)小的亞晶;隨擠壓道次的增加,亞晶繼續(xù)變形,形成大角度界面的等軸組織,使晶粒逐漸細(xì)化。隨著擠壓道次的增加,硬度值逐漸升高,最后趨于飽和。在ECAP過程中,從室溫到250℃,隨著擠壓溫度的升高,晶粒的尺寸明顯減小,晶粒細(xì)化效果更顯著。