限制性模壓強(qiáng)塑性變形對(duì)7075鋁合金厚板晶粒細(xì)化效果研究

成子豪，吳廣善，陳飛

限制性模壓強(qiáng)塑性變形對(duì)7075鋁合金厚板晶粒細(xì)化效果研究

成子豪，吳廣善，陳飛

（上海交通大學(xué) 模具CAD國(guó)家工程研究中心，上海 200030）

研究熱軋態(tài)7075鋁合金厚板經(jīng)限制模壓變形后微觀組織演變情況。利用ABAQUS有限元軟件對(duì)限制模壓變形壓彎過(guò)程進(jìn)行模擬仿真，得到限制模壓壓彎試樣等效應(yīng)變分布情況，對(duì)160 mm× 160 mm×15 mm的7075鋁合金試樣分別開(kāi)展限制與非限制性模壓變形物理實(shí)驗(yàn)。380 ℃時(shí)非限制性模壓變形試樣變形至4道次發(fā)生明顯開(kāi)裂，限制模壓變形試樣變形至5道次未出現(xiàn)裂紋。2種變形方式均可實(shí)現(xiàn)組織晶粒細(xì)化，與非限制性模壓變形試樣相比，限制模壓變形試樣組織晶粒細(xì)化效果更顯著，且組織中不同角度晶界分布更均勻，晶體取向更集中。

強(qiáng)塑性變形；限制模壓；晶粒細(xì)化；7075鋁合金

相較于傳統(tǒng)的金屬材料，超細(xì)晶材料（UFG）以其優(yōu)異的力學(xué)性能受到廣大科研工作者的青睞[1-3]。大塑性變形（SPD）技術(shù)可以使變形材料獲得較大的剪切應(yīng)變，從而能夠有效細(xì)化組織晶粒，因此被認(rèn)為是當(dāng)前制備塊狀UFG材料最有效的途徑之一[4-7]。常見(jiàn)的SPD方法主要包括高壓扭轉(zhuǎn)[8-9]、等徑角擠壓[10-11]、多向鍛造[12]及限制性模壓等。其中高壓扭轉(zhuǎn)和等徑角擠壓只能生產(chǎn)較小尺寸的UFG材料，不可用于制備塊體超細(xì)晶材料；多向鍛造細(xì)化晶粒能力相對(duì)較弱并且制備的材料存在組織不均勻現(xiàn)象。

限制模壓變形（CGP）作為一種新型的SPD方法，在制備大體積UFG金屬板材方面具有明顯優(yōu)勢(shì)[13]。該方法利用一套壓彎模具和壓平模具對(duì)試樣反復(fù)施加純剪切變形，能夠在基本不改變?cè)嚇釉汲叽绾托螤畹那闆r下，在材料內(nèi)部累積大量剪切應(yīng)變，從而達(dá)到細(xì)化晶粒的目的。……