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近年來,隨著加工的不斷發(fā)展,出現(xiàn)了許多新的方法,有效的了金屬材料的性能,其中的一些已經(jīng)脫離了實(shí)驗(yàn)研究階段,大規(guī)模的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。等通道轉(zhuǎn)角變形(Equaleh繃elAngularpressing,EeAP)作為通過強(qiáng)烈塑性變形而大尺寸亞微米或納米級塊體材料的有效方法之一而日益受到材料科學(xué)界的重視。 等通道轉(zhuǎn)角(ECAP)是使坯料通過純剪切形變而實(shí)現(xiàn)的,它是由Segal及其合于20世紀(jì)80年代初興起的,初的目的是在不改變試樣橫截面積的同時引入強(qiáng)烈塑性變形。到90年代初期,ECAP作為一種能夠超細(xì)晶粒的強(qiáng)烈塑性變形方法而得到進(jìn)一步的發(fā)展與應(yīng)用,并被歸類為金屬超細(xì)晶材料備之一,是當(dāng)今前沿令人矚目的課題定。 目前,利用等通道轉(zhuǎn)角己經(jīng)成功地制備了塊體納米金屬、合金以及不銹鋼,并進(jìn)行了大量的性能組織研究、計(jì)算機(jī)模擬和理論分析.等通道轉(zhuǎn)角具有以下的優(yōu)點(diǎn):與的金屬材料塑性加工工藝相比,一方面由于變形。 例如,超細(xì)晶銅就是利用等通道轉(zhuǎn)角制得的。大量的實(shí)驗(yàn)研究表明,具有極細(xì)晶粒的材料往往出與眾不同的力學(xué)行為:如高的屈服應(yīng)力、反常的Hall一petch關(guān)系、大幅度的塑性以及低溫或高應(yīng)變速率超塑性等.等通道轉(zhuǎn)角原理如圖1.1所示。
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裂紋擴(kuò)展到一定長度后,裂紋主應(yīng)力的作用面發(fā)生偏離,疲勞裂紋將沿著與正應(yīng)力方向大致垂直的方向擴(kuò)展,即開始宏觀裂紋擴(kuò)展,又稱為疲勞裂紋擴(kuò)展的第段。疲勞裂紋擴(kuò)展第段的主要特征是在斷口上出現(xiàn)疲勞條帶。 疲勞條帶的形成可以用Laid-Smith模型解釋:在疲勞裂紋擴(kuò)展的第段,當(dāng)循環(huán)應(yīng)力為零時,裂紋呈閉合狀態(tài)。循環(huán)應(yīng)力為拉應(yīng)力時,裂紋在拉應(yīng)力作用下張開,裂紋處產(chǎn)生應(yīng)力集中,導(dǎo)致裂紋擴(kuò)展。外加拉應(yīng)力逐漸增大裂紋擴(kuò)展加劇,但隨著裂紋的擴(kuò)展,裂紋滑移區(qū)擴(kuò)大,裂紋逐漸變鈍,應(yīng)力集中程度降低,同時外加拉應(yīng)力值也開始減小,當(dāng)兩者作用的結(jié)果達(dá)到平衡,滑移停止裂紋不在擴(kuò)展。 當(dāng)外加交變應(yīng)力為壓應(yīng)力時,滑移沿反方向進(jìn)行,原始裂紋和新擴(kuò)展的裂紋表面被壓近,己經(jīng)鈍化的裂紋被彎折、。當(dāng)壓應(yīng)力達(dá)到值時,裂紋表面被壓合,裂紋又由鈍變銳,形成尖角。在下一周期外加應(yīng)力為拉應(yīng)力時,在其作用下被的裂紋又產(chǎn)生應(yīng)力集中裂紋繼續(xù)擴(kuò)展。 實(shí)際上,在疲勞主裂紋的擴(kuò)展過程中,常遇到晶界、相界或亞晶界等物,如果此類裂紋擴(kuò)展物的強(qiáng)度很高,主裂紋不易通過而阻礙了其沿原來方向的擴(kuò)展,裂紋的擴(kuò)展方向?qū)l(fā)生改變,裂紋的擴(kuò)展方向發(fā)生偏轉(zhuǎn),這將導(dǎo)致二次裂紋的產(chǎn)生。
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