Равноканальная угловая экструзия ( ECAE ), также называемая равноканальным угловым прессованием (ECAP), является одним из методов группы сильной пластической деформации (SPD), направленной на производство ультрамелкозернистого (UFG) материала. Разработан в Советском Союзе в 1973 году компанией Segal. Однако даты не всегда совпадают. [1] В промышленной обработке металлов это процесс экструзии. [2] Этот метод позволяет улучшить микроструктуру металлов и сплавов, тем самым улучшая их прочность в соответствии с соотношением Холла-Петча .
ECAE уникален тем, что значительная холодная обработка может быть выполнена без уменьшения площади поперечного сечения деформированной заготовки. В обычных процессах деформации, таких как прокатка , ковка , экструзия и волочение , деформация возникает за счет уменьшения площади поперечного сечения. ECAE вызывает значительную деформационную деформацию без уменьшения площади поперечного сечения. Это достигается выдавливанием заготовки за угол. Например, металлический стержень квадратного сечения проталкивается через канал под углом 90 °. Сечение канала на входе и выходе одинаковое. Сложная деформация металла при его повороте за угол вызывает очень высокую деформацию. Поскольку поперечное сечение остается неизменным, заготовку можно экструдировать несколько раз, при этом каждый проход вносит дополнительную деформацию.
Конструкция матрицы имеет решающее значение из-за требуемых больших усилий.
Для уменьшения трения толкаемый образец смазывают консистентной смазкой, например смесью графита и масла [3], а для уменьшения сил процесс иногда проводят при повышенных температурах, но затем может происходить перекристаллизация, которая также может привести к чрезмерному зернистости. рост при повышенной температуре.
Существуют некоторые модификации процесса, например, инкрементная ECAP (I-ECAP) для производства непрерывных продуктов. [1]
Маршруты процесса
Процесс можно проводить в несколько проходов. В зависимости от угла поворота и направления между следующими проходами может быть четыре основных маршрута процесса с именами A, Ba, Bc и C:
- A - Образец не повернут,
- Ba - образец поворачивается на 90 ° по часовой стрелке и против часовой стрелки вокруг своей продольной оси в качестве альтернативы,
- Bc - образец повернут на 90 ° по часовой стрелке вокруг своей продольной оси,
- C - образец повернут на 180 ° вокруг своей продольной оси. [ необходима цитата ]
Метод конечных элементов в процессе ECAE
Поведение материала при деформации и течении материала анализируется учеными, и существует множество статей о компьютерном моделировании. Метод конечных элементов является одним из важных подходов к пониманию деформации, возникающей в процессе ECAE. [ необходима цитата ]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ a b Rosochowski, Анджей (2013). Технология тяжелой пластической деформации . Издательство Whittles. ISBN 9781849951197. OCLC 968912427 .
- ^ Равноканальная угловая экструзия из энциклопедии российской корпорации нанотехнологий (на русском языке )
- ^ Эльхефнауэй, Магед; Shuai, GL; Ли, З .; Немат-Алла, М .; Чжан, ДТ; Ли, Л. (2021-02-01). «Об износе при сухом скольжении сплава Al-Mg-Zn, нанесенного методом ECAP: скорость износа и коэффициент трения» . Александрийский инженерный журнал . 60 (1): 927–939. DOI : 10.1016 / j.aej.2020.10.021 . ISSN 1110-0168 .