分功率器殼體雙面臥式攻絲專用組合機(jī)床設(shè)計(jì)說明書,功率,殼體,雙面,臥式,專用,組合,機(jī)床,設(shè)計(jì),說明書,仿單 利用連續(xù)的等通道轉(zhuǎn)角過程加工鋼板 Jong-Woo Park , Jin-Won Kim, Young-Hoon Chung 韓國科學(xué)技術(shù)學(xué)院,131信箱, 重陽路, 韓國,漢城 摘要：等通道轉(zhuǎn)角擠壓試圖使低碳鋼的粒度改良從一個(gè)更低的γ區(qū)域開始。在剪切變形的同時(shí)很明顯地使晶粒得到細(xì)化和pearlite帶的消失。納米大小的微粒滲碳體被觀察到了在鐵的晶粒內(nèi)及晶界存在, 強(qiáng)度很明顯的增加了。 關(guān)鍵詞： 鋼; 微結(jié)構(gòu); 相變; ECAP過程 1介紹 我們知道金屬晶粒的改良可是使材料的韌性和強(qiáng)度提高。在鋼里面, 良好的晶?？梢杂筛倪M(jìn)α生核在受控輾壓期間而得到, 并且在這個(gè)過程中要求重量的減輕 。為生產(chǎn)厚實(shí)的板材, 然而, 相當(dāng)數(shù)量的減少是由板材的最后的測量儀器所限制, 并且良好的晶體結(jié)構(gòu)在常規(guī)輾壓過程是幾乎不可能獲得的。 強(qiáng)烈的塑料剪變形可能被應(yīng)用于金屬的等通道轉(zhuǎn)角擠壓(ECAP)，但是它并沒有減少厚度, 并且超良好的或納米大小的晶粒可以由反復(fù)的擠壓過程所實(shí)現(xiàn)。在常規(guī)的ECAP過程中,長的板材或板料由于間斷性的擠壓而不容易得到。最近, 一種獨(dú)特的等通道轉(zhuǎn)角擠壓(ECAR)過程被當(dāng)前作者的當(dāng)中一個(gè)所提出, 這個(gè)方法被證明是非常有效的獲得超良好的晶粒和高γ價(jià)值的鋁板料。 ECAR過程也許可以被應(yīng)用于鋼板的熱擠壓過程或者冷擠壓過程從而得到良好的晶粒和優(yōu)良的機(jī)械性能。當(dāng)前工作的目的是研究ECAR 方法的可行性在適當(dāng)溫度下通過剪切變形從而改良低碳鋼晶粒的過程中。 2. 實(shí)驗(yàn)方法 一個(gè)加工厚實(shí)板材的ECAR 裝置被設(shè)計(jì)和制造出來了如圖1所示 。ECAR 系統(tǒng)包括了送料輥和ECAR 模具, 并且模具的角度是120度。5 毫米厚度, 10 毫米寬度和120 毫米長度的ECAR 熱擠壓鋼板以由POSCO所提供的0.15C-1.1Mn-0.25Si-0.01Ti-0.03.Al 所構(gòu)成。平行的柵格被事先雕刻在板材的邊緣上以便與加工后對剪切角的測量。樣品在900 度的電熔爐中被保持20分鐘, 然后進(jìn)行ECAR過程。在樣品，卷，模子在被加熱之前要在它們表面涂上石墨基的潤滑劑。一個(gè)K 類型的熱電偶被放置在距離樣品頭部20 毫米的地方,用來測量在ECAR過程中材料溫度的變化。 通過使用AIS 2000 用具和Vickers 硬度測試器來進(jìn)行微凹進(jìn)測試機(jī)械性能。在板材的縱向部分進(jìn)行Metallographic測試。3%的材料被用來進(jìn)行光學(xué)和掃描電子顯微學(xué)(SEM) 測試。在Philips CM 30 電子顯微鏡解答了在雙噴氣機(jī)中的20% 高氯酸的酸和80% 甲醇后，顯微學(xué)(TEM) 被廣泛應(yīng)用 圖1. ECAR 系統(tǒng)概要圖。 3. 結(jié)果和討論 經(jīng)過ECAR 扭屈的柵格樣品顯示在圖2中。為調(diào)查變形的方式, ECAR在變形期間被中斷, 把被扭屈了的樣品和未被扭曲的樣品放在一起進(jìn)行觀察。樣品的擠出部分的網(wǎng)格圖由剪變形而發(fā)生了彎曲, 當(dāng)內(nèi)部的樣品仍然顯示了最初的柵格。除了板材的低部顯示彎曲的柵格,是由模子[ 9,10 ] 或模腔[ 11 ]引起的幾何作用, 最大的幾何作用剪角度,傾斜的柵格角度是42度。實(shí)驗(yàn)用的剪切角度是接近ECAR [ 12 ]中的Al板材剪角度和使用了由Segal和Iwahashi 建議的通過計(jì)算等式得出的理論角度 49度。剪角度42度對應(yīng)于工程學(xué)剪張力0.9 和有效的張力0.52 。這些結(jié)果都證明 ECAR 過程可適用于鋼板, 并且剪變形可以有效地獲得。剪切變形的量和強(qiáng)度可以通過調(diào)節(jié)模具的角度而改變，這些已由Segal 在ECAP [ 13 ]中提議 。 圖2. 樣品由ECAR 扭屈的側(cè)視圖。 樣品在ECAR 期間的溫度變化被顯示在圖3中.在ECAR開始時(shí)溫度迅速下降， 而在ECAR的結(jié)尾時(shí)溫度迅速上升。溫度迅速下降歸結(jié)于在開始的 ECAR 階段熱傳遞從熱的樣品傳向冷的設(shè)備, 溫度的猛增是由樣品的剪切變形產(chǎn)生的熱量發(fā)生絕熱熱化導(dǎo)致的。變形溫度的范圍接近或略微高于有類似組成的1019鋼的γ+α+cementite 區(qū)。由于在ECAP之前樣品被加熱到austenite區(qū)，才致使γ和α相向碳體的轉(zhuǎn)變。 圖4 顯示了傳統(tǒng)的熱擠壓鋼板和ECARed鋼板的微觀顯微結(jié)構(gòu)。原始的板材有粗糙的純鐵晶粒平均直徑20 lm, 與一個(gè)粗糙的被結(jié)合的結(jié)構(gòu)，被混合 pearlite 的容量分?jǐn)?shù)大約為15% 。而經(jīng)過ECAR 以后的樣品中, 良好的純鐵晶粒被獲得, 并且經(jīng)常在傳統(tǒng)擠壓過程中被發(fā)現(xiàn)的通過γ-α轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的粗糙的pearlite,結(jié)構(gòu)，這種現(xiàn)象在ECAP中消失了。除了一小部份的幾乎是大約2-5 lm 直徑的純鐵晶體以外, 經(jīng)過ECAR后大多純鐵晶粒呈現(xiàn) 2-5 lm 的寬度和5-10 lm的 長度。 圖5 是一個(gè)SEM圖片顯示了被剪切的純鐵晶粒的一個(gè)大部分。多數(shù)純鐵晶粒是細(xì)長的, 而且傾斜的對著 ECAR 方向, 起因是由于在ECAR過程中產(chǎn)生的剪切變形。 圖3. 在ECAR 過程期間的冷卻曲線。 圖4. 光學(xué)微結(jié)構(gòu): (a) 被擠壓的板材(b) ECARed 樣品。 圖5. ECARed 樣品陳列SEM 圖6. ECARed 樣品TEM顯示滲碳體nano 微粒。 圖6 顯示了有高密度的細(xì)長的純鐵晶粒存在。 相似于鋁合金在室溫度[ 8 ]時(shí)的ECAR過程, 和鋼在350 [ 19]時(shí)的ECAR過程, 意味著階段變革從γ-α發(fā)生在ECAR過程中, 并且純鐵期間服從了剪切變形。瘦長的subgrains物質(zhì)寬度和長度在0.5-1 lm 和 1.5-3 lm的范圍 。納米大小的滲碳體顆粒存在與晶粒和晶界處, 或許對晶粒改良過程中的抑制晶粒長大有作用。 一般認(rèn)為ECAP過程的晶粒改良有以下3個(gè)因素： 1 增加在ECAR過程中γ晶界處晶核的密度。 2 通過擠壓變形提高α晶核的產(chǎn)生率 3 通過滲碳體來抑制α晶粒的長大 表1列出了樣品的機(jī)械性能,，ECARed 鋼的強(qiáng)度和改良后的晶粒有直接聯(lián)系，如納米滲碳體和位錯(cuò)密度。 4. 總結(jié) 鋼板連續(xù)的剪切變形可以由ECAR 過程通過從更低的γ區(qū)冷卻而成功地進(jìn)行。從ECARed 板材測量出的剪切角接近理論上計(jì)算值。ECAR過程中發(fā)生了鋼材晶粒的改良以及pearlite 帶的失蹤。大多鋼材晶粒是細(xì)長的, 傾斜地對著ECAR 方向, 是由于在ECAR 過程期間的剪切變形。納米大小的滲碳體被發(fā)現(xiàn)在晶粒中和晶界處存在，它們也許有助于晶粒的改良和抑制晶粒的長大。在產(chǎn)出的樣品性能可以看出，材料的性能得到明顯的改變，強(qiáng)度增強(qiáng)了超過100%，硬度和極限抗拉強(qiáng)度也有所提高。 出席作者感謝POSCO 為他們提供的財(cái)政支持。 參考文獻(xiàn)： [1] Pickering FB. Physical metallurgy and the design of steels. London: Applied Science Publishers Ltd; 1978. p. 62. [2] Tanaka T. Int Metals Rev 1981;4:185. [3] Segal VM. Mater Sci Eng A 1995;197:157. [4] Valiev RZ, Ivanisenko YV, Rauch EF, Baudelet B. Acta Mater 1996;44:4705. [5] Low TC, Valiev RZ. JOM 2000;52:27. [6] Shin DH, Pak JJ, Kim YK, Park KT, Kim YS. Mater Sci Eng A 2002;323:409. [7] Nam CY, Han JH, Chung YH, Shin MC. Mater Sci Eng A 2003;347:253. [8] Lee JC, Seok HK, Han JH, Chung YH. Mater Res Bull 2001;36(6):997. [9] Park JW, Seo JY. Metal Trans A 2001;32A:3007. [10] Seo JY, Kim HS, Park JW, Chang JY. Scripta Mater 2001;44:677. [11] Shan A, Moon IG, Ko HS, Park JW. Scripta Mater 1999;41: 353. [12] Chung YH, Ahn JP, Kim HD, Hwang BB, Engler O, Huh MY. Mater Sci Forum, V 2002;408–412:1495. [13] Segal VM, Reznikov VI, Drobyshevskiy AE, Kopylov VI. Russ Metall (Metally) 1981;1:99. [14] Iwahashi Y, Wang J, Horita Z, Nemoto M, Langdon TG. Scripta Mater 1996;35:143. [15] USS, isothermal transformation diagrams, 3rd ed. United States Steel; 1963. p. 17. [16] Zrnik J, Kvackaj T, Sripinproach D, Sricharoenchai P. J Mater Pro Tech 2003;133:236. [17] Bakkaloglu A. Mater Lett 2002;56:200. [18] Hong JW, Kim SY, Kim YG, Kang KB. Mater Sci Eng 1983;61:275. [19] Shin DH, Kim BC, Kim YS, Park KT. Acta Mater 2000;48:2247.