王传杰
,
王春举
,
程利冬
,
郭斌
,
单德彬
材料科学与工艺
为便于取出微正挤压零件,设计了具有分瓣式结构的微正挤压凹模,并成功成形出最小挤出杆直径为0.25 mm的微正挤压件.采用扫描电子显微镜(SEM)及金相显微镜对微正挤压件的表面形貌及微观组织进行了观察.结果表明,随着挤出杆尺寸的减小或晶粒尺寸的增大,内外层材料的非均匀塑性变形程度增加;当挤出杆尺寸降低到亚毫米尺度时,微挤压成形件发生了一定弯曲;微正挤压件纵向和横向微观组织的非均匀分布表明,在微正挤压成形过程中材料在纵向和横向上都经历了严重的非均匀塑性变形.材料的非均匀塑性变形程度是随着挤出杆尺寸的减小或晶粒尺寸的增加而不断增加的.
关键词:
微成形
,
正挤压
,
尺寸效应
,
T2紫铜
,
表面形貌
,
微观组织
,
非均匀变形
耿小亮
,
张克实
,
郭运强
,
秦亮
材料科学与工艺
微塑性成形中,由于参与变形的晶粒数量有限,材料非均质现象显著,基于均匀化假设的宏观弹塑性模型不再适用,为了研究有限数量晶粒组成的材料塑性变形过程,需结合其微结构与微观塑性变形机制.参照金属材料的微结构,构建了非均质多晶模型,采用晶体塑性本构关系和Cauchy应力更新算法,设计了材料子程序(VUMAT),对含不同晶粒数目的圆形板料拉深过程进行模拟分析.研究表明,非均质多晶板料成形的筒形件具有明显制耳,但制耳轮廓无规律.晶粒数目增加会弱化材料非均质现象,使制耳高度降低,但又引起晶粒问约束增强,使拉深力小幅增长.
关键词:
微成形
,
非均质材料
,
塑性成形
,
拉深
,
晶体塑性
,
制耳
刘芳
,
彭林法
,
来新民
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2008.01.008
为了研究厚度对微细板料成形性能的影响,采用厚度分别为0.1、0.2,0.3,0.4,0.5 mm和1 mm的AISI 304不锈钢薄板进行单向拉伸实验.实验结果表明,当板料厚度小于1 mm时,材料的流动应力随着试样厚度的增大而增大,表现出比较明显的尺度效应.在拉伸实验的基础上,将板料厚度因子引入Swift模型,建立了基于尺度效应的微细薄板的本构模型.该模型的计算结果和实验数据吻合较好.
关键词:
尺度效应
,
微成形
,
微细板料
,
本构模型
,
单向拉伸
王匀
,
董培龙
,
许桢英
,
朱永书
,
陆广华
,
袁国定
功能材料
尺寸效应的影响使得传统的成形理论和变形机制不再适用于微塑性成形.在考虑尺寸效应对微薄板成形性能影响的基础上,对已有的CuZn36黄铜薄板微拉伸实验结果进行处理,提出了一种研究微塑性成形本构关系的方法.根据弹性和塑性变形过程,分阶段分析了t/d(板厚/晶粒大小)对屈服强度和切线模量的影响,修正了双线性弹塑性本构关系,获得了考虑尺寸效应的微塑性成形本构关系.借鉴宏观增量本构关系,结合微拉伸实验,采用Mises屈服准则和随动强化模型,得出适合微塑性成形的弹塑性增量本构方程,为微塑性成形的理论研究和实际应用奠定了基础.
关键词:
尺寸效应
,
微成形
,
塑性成形
,
本构关系
,
微拉伸
周清
,
伊藤吾朗
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.03.015
通过在200℃恒载荷的高温变形实验,对厚度为10-350 μm铝箔的等温塑性变形进行了研究.考察了铝箔厚度(t)和晶粒大小(d)对高温变形速率(ε)的影响规律,用t/d参量能很好的描述塑变的尺度效应.在t/d<1的变形样品中,TEM观察到晶界附近出现亚晶粒,证实其变形服从位错蠕变的幂率机制.t/d对应变速率的影响归结为晶粒内自由界面和晶界的面积比.给出了一个经验公式来描述应变速率和t/d的关系: ε=Aσn(t/d)1.98,其中应力指数n=n'-0.8151n(t/d),n'为相应块体材料的应力指数.
关键词:
蠕变
,
铝箔
,
微成形
,
厚度
,
晶粒尺寸
王晨曦
,
石磊
,
徐杰
,
单德彬
,
郭斌
材料科学与工艺
doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20160101
为了研究超细晶纯铝热变形行为,利用等通道挤压工艺制备了超细晶纯铝,并采用INSTRON 5965材料电子万能试验机对超细晶纯铝进行了高温微压缩实验,分析了超细晶纯铝在150~250 ℃、应变速率3.3 ×10-4~1 ×10-1 s-1条件下流动应力的变化规律.研究表明,流动应力随试样尺寸的减小呈下降趋势,且变形温度和应变速率对流动应力有显著影响,流动应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低.基于双曲正弦形式修正的Arrhenius关系的本构模型,建立了超细晶纯铝高温微压缩变形本构关系.实验验证表明,所建立的本构关系能够较好地反映超细晶纯铝高温微塑性变形行为特征.
关键词:
纯铝
,
超细晶
,
微成形
,
热变形
,
本构关系
单德彬
,
徐杰
,
王春举
,
郭斌
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2016.04.02
随着微纳米科学和微机电系统(Micro?Electro?Mechanical Systems,MEMS)技术的快速发展,人们对微型零件的需求日益增加.塑性微成形是一种采用塑性变形,成形零件尺寸至少有两个方向在亚毫米量级的微制造方法,具有加工效率高、 工艺简单以及成形零件性能优异和精度高等特点,特别适合于微型零件的低成本批量制造.介绍了塑性微成形技术的研究背景、 应用领域及其优点,综述了微成形在尺度效应、 新设备以及工艺方法等方面的最新研究进展,并论述了微成形技术在新材料(超细晶材料及非晶材料)方面的发展趋势.
关键词:
微成形
,
尺度效应
,
微型零件
,
超细晶材料
,
微机电系统
马振武
,
童国权
,
陈峰
中国有色金属学报(英文版)
doi:10.1016/S1003-6326(17)60069-4
采用实验和数值建模方法探究微成形中材料变形行为和晶粒变形行为的关系.拉伸实验结果表明,流动应力的离散度随厚度晶粒尺寸比(T/d)的减小而增大,这与流动应力的变化规律相反.显微硬度测试结果表明,每个晶粒都有其独特的变形行为且随机分布于试样中.含晶粒数量越少的试样越容易形成易变形区和发生变形集中现象.最后,建立了一个同时考虑晶粒尺寸、几何尺寸和个体晶粒变形行为的尺寸依赖模型,并通过对比实验证实了该模型的有效性和实用性.
关键词:
微成形
,
变形行为
,
尺寸效应
,
模型
,
晶内异质性
周清
,
伊藤吾朗
金属学报
处于介观尺度的材料的塑性变形行为不同于通常的宏观范围的材料，存在尺度效应。而且其变形也不同于微观尺度的材料[1]。研究处于介观尺度材料的塑性变形的重要意义在于，为微成形的基本成形规律的研究和工艺技术的发展铺平道路。通过在200C恒载荷的高温变形实验，研究厚度为10～350微米的铝合金箔的等温塑性变形行为。研究铝箔的厚度和晶粒大小对高温变形速率的影响规律。通过透射电子显微镜的观察可以发现在晶界旁存在亚晶界。用t/d参量能很好的描述塑变的尺度效应，随着t/d的减小，应变速率增大。t/d对应力指数也具有影响作用。得到一个经验的公式来描述应变速率和t/d的关系，用此公式能较好地模拟应力指数随t/d的变化。
关键词:
蠕变
,
aluminium alloy
,
thin foil
,
microforming
,
thickness
