編號(hào)：NMJS08351
篇名：高壓扭轉(zhuǎn)制備鎢銅梯度材料的仿真和實(shí)驗(yàn)研究
作者：王雪 陳廣清 王明明 嚴(yán)思梁 薛克敏
關(guān)鍵詞： 鎢銅梯度材料 高壓扭轉(zhuǎn) 有限元模擬 微觀組織 顯微硬度
機(jī)構(gòu)： 合肥工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院
摘要： 采用ABAQUS軟件對鎢銅材料高壓扭轉(zhuǎn)變形進(jìn)行有限元模擬,分析了扭轉(zhuǎn)變形過程中的應(yīng)力場分布和應(yīng)變累積狀態(tài),以及壓力和溫度對界面層應(yīng)變累積的影響。模擬結(jié)果表明,銅在高壓扭轉(zhuǎn)(HPT)變形過程中為剪切變形的主要承受方,鎢未得到充分的剪切變形,界面層應(yīng)變累積最大;較高的溫度和壓力有利于界面層的應(yīng)變累積,但溫度的提升效果并不顯著,并且高壓力和高溫度易導(dǎo)致銅反擠和模具失效。在300℃、1 GPa、扭轉(zhuǎn)5圈的工藝條件下采用高壓扭轉(zhuǎn)工藝制備了界面連接質(zhì)量良好的鎢銅梯度材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著扭轉(zhuǎn)半徑的增大,鎢和銅的組織均得到顯著細(xì)化,平均晶粒尺寸分別約為32.6和0.28μm,并且在界面處出現(xiàn)晶粒尺寸為4.8~6.75μm的銅組織過渡層;界面處鎢和銅結(jié)合良好,鎢和銅元素的擴(kuò)散距離分別約為1.74和2.59μm。銅的顯微硬度(HV)由初始態(tài)的790 MPa提升至1310MPa,界面處鎢的顯微硬度由初始的3470MPa提高到4240MPa,表明大變形條件下的晶粒細(xì)化和缺陷累積有利于界面連接和性能提升。
