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纯铜连续挤压过程微观组织的研究

【摘要】: 为进行纯铜连续挤压过程微观组织的研究,本文根据连续挤压的生产条件制定了gleeble-1500热模拟实验的实验方案,测定了纯铜在高温压缩下的流变应力,研究变形参数对流变应力和金相组织的影响,通过分析真实应力—应变曲线,建立了纯铜的本构方程,获得了DEFORM数值模拟的材料模型;通过真实应力—应变曲线和金相组织的分析建立了纯铜动态再结晶的数学模型;利用动态再结晶的数学模型结合有限元模拟软件DEFORM-3D,模拟了纯铜连续挤压过程的微观组织;制备了纯铜连续挤压的试样,分析了连续挤压过程的组织演变,最后得出以下的结论: 1.根据连续挤压的工艺条件,确定热压缩实验变形温度为20-800℃,变形速率为0.01/s-1/s,变形后立即淬火。结果表明: (1)流变应力随变形温度的升高而降低,在高温时随变形速率的增大而增大; (2)变形温度对微观组织的影响很明显,在较低的温度300℃下不发生动态再结晶,300℃-500℃发生部分动态再结晶,当温度升高到600℃以上,就会发生完全动态再结晶; (3)变形速率对微观组织也有一定的影响,在较高温度下,随着变形速率的增加,动态再结晶晶粒尺寸越小。 2.基于纯铜的热模拟试验和动态再结晶的相关理论,提出了真实应力—应变曲线和唯象JMA方程的动态再结晶模型, 3.利用动态再结晶数学模型在有限元模拟软件DEFORM-3D中模拟纯铜热压缩变形和连续挤压过程,得到的结论为:变形温度和变形量均影响晶粒大小;在孔型轧制区以及摩擦剪切区晶粒大小基本不变。 4.根据纯铜连续挤压实验试样的金相组织分析可以得到:在孔型轧制区以及摩擦剪切区晶粒只是沿变形方向被拉长,在镦粗区晶粒成胞状结构,在粘着区出现了剪切带,在直角弯曲区出现了再结晶晶粒,扩展成形区细小的再结晶晶粒代替了原来粗大的柱状晶。

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