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连续变断面挤压制品组织的变化规律

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利用自行开发的连续变断面挤压新工艺设备,以工业纯铝为研究对象,进行了连续变断面挤压实验,研究了挤压制品的组织.结果表明:由于连续变断面挤压制品长度方向上各点的挤压比不同,各点的显微晶粒度也不同,晶粒随挤压比的增大而减小,在截面单一变化的试样中这种现象尤为明显;在同一截面上挤压制品的组织也不均匀,晶粒的尺寸由试样外层到中部逐渐变大,外层组织多为细小晶粒,中部组织多为粗大晶粒;由于热处理工艺的原因,部分组织还会发生二次再结晶,出现晶粒的异常长大现象.实验揭示了变断面挤压制品晶粒尺寸的变化规律.
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D0I:10.13374/1.issnl00103.2008.07.035 第30卷第7期 北京科技大学学报 Vol.30 No.7 2008年7月 Journal of University of Science and Technology Beijing Ju.2008 连续变断面挤压制品组织的变化规律 胡水平高晓丹任学平唐荻 北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083 摘要利用自行开发的连续变断面挤压新工艺设备,以工业纯铝为研究对象,进行了连续变断面挤压实验,研究了挤压制 品的组织,结果表明:由于连续变断面挤压制品长度方向上各点的挤压比不同,各点的显微晶粒度也不同,晶粒随挤压比的增 大而减小,在截面单一变化的试样中这种现象尤为明显;在同一截面上挤压制品的组织也不均匀,晶粒的尺寸由试样外层到 中部逐渐变大,外层组织多为细小晶粒,中部组织多为粗大晶粒:由于热处理工艺的原因,部分组织还会发生二次再结晶,出 现晶粒的异常长大现象。实验揭示了变断面挤压制品晶粒尺寸的变化规律 关键词铝:挤压;连续变断面:晶粒:显微组织 分类号TG376 Microstructural evolvement rule of extrusions in continuous variable cross-section extrusion HU Shuiping,GAO Xiaodan,REN Xueping.TANG Di School of Materials Science and Engineering University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083.China ABSTRACT Fine aluminium was extruded by using self-developed continuous variable cross"section extruding equipment.and the microstructure of samples was studied.The results showed that the grain size is different in every section along the extruding direction owing to the different extrusion rate.The grain size is fined with increasing extrusion rate.The phenomenon is more obvious in a sin- gle cross"section extruded sample.The grains on the same section are not nonuniform.In the same section,the grain size is increased from outer part to center of the sample.The grains are mostly smaller in the outer part but bigger at the center.Some grains are very big,and the reason is that some grains recrystallize during heat treatment.The research gives the microstructural evolvement rule of extrusions in continuous variable cross"section extrusion. KEY WORDS aluminium:extrusion forming:continuous variable cross"section:grain:microstructure 变断面挤压件在工业中具有较高的技术经济效 发了一种新型的变断面挤压新方法,将挤压工艺与 益,不仅能够显著减少半成品的后续机械加工量,获 电、液、计算机技术融为一体).该工艺具有在挤压 得全纤维高性能的挤压件,从而提高结构强度性能 过程中无需停机换模,可制备出全纤维高性能的挤 和可靠性,而且可以缩短装配的工艺周期,提高材料 压件,同时模具结构也大为简化,变断面挤压产品 利用率,降低成本山,近年来,随着航空、航天、建筑 由于在挤压过程中各点的挤压比都不同,在纵向断 以及交通运输业的发展,变断面挤压件的应用领域 面上存在着严重的不均匀变形,表现在组织上与其 不断扩大),目前,各种变断面挤压方法都是通 他常规挤压方法相比,在制品的断面与长度方向上 过在模具的结构设计或在机构上做某些改动来实现 更加不均匀,但在连续变断面挤压时,挤压件沿长度 的,大部分挤压方法均需在挤压过程中停机,以便 方向各个截面上的变形程度是按一定规律变化的, 更换模具和调整机构,这势必会影响挤压型材的尺 因此挤压件的组织和性能沿长度方向也应该有一定 寸精度可].在国家自然科学基金的资助下本课组开 的变化规律,为了研究连续变断面挤压件的组织, 收稿日期:2007-06-26修回日期:2007-10-08 基金项目:国家自然科学基金资助项目(Na.50275011) 作者简介:胡水平(1967-),男,博士研究生;唐获(l955一),男,教授,博士生导师,E-mail:tangdi@nercar.ustb.edu-cn

连续变断面挤压制品组织的变化规律 胡水平 高晓丹 任学平 唐 荻 北京科技大学材料科学与工程学院‚北京100083 摘 要 利用自行开发的连续变断面挤压新工艺设备‚以工业纯铝为研究对象‚进行了连续变断面挤压实验‚研究了挤压制 品的组织.结果表明:由于连续变断面挤压制品长度方向上各点的挤压比不同‚各点的显微晶粒度也不同‚晶粒随挤压比的增 大而减小‚在截面单一变化的试样中这种现象尤为明显;在同一截面上挤压制品的组织也不均匀‚晶粒的尺寸由试样外层到 中部逐渐变大‚外层组织多为细小晶粒‚中部组织多为粗大晶粒;由于热处理工艺的原因‚部分组织还会发生二次再结晶‚出 现晶粒的异常长大现象.实验揭示了变断面挤压制品晶粒尺寸的变化规律. 关键词 铝;挤压;连续变断面;晶粒;显微组织 分类号 TG376 Microstructural evolvement rule of extrusions in continuous variable cross-section extrusion HU Shuiping‚GA O Xiaodan‚REN Xueping‚T A NG Di School of Materials Science and Engineering‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT Fine aluminium was extruded by using self-developed continuous variable cross-section extruding equipment‚and the microstructure of samples was studied.T he results showed that the grain size is different in every section along the extruding direction owing to the different extrusion rate.T he grain size is fined with increasing extrusion rate.T he phenomenon is more obvious in a sin￾gle cross-section extruded sample.T he grains on the same section are not nonuniform.In the same section‚the grain size is increased from outer part to center of the sample.T he grains are mostly smaller in the outer part but bigger at the center.Some grains are very big‚and the reason is that some grains recrystallize during heat treatment.T he research gives the microstructural evolvement rule of extrusions in continuous variable cross-section extrusion. KEY WORDS aluminium;extrusion forming;continuous variable cross-section;grain;microstructure 收稿日期:2007-06-26 修回日期:2007-10-08 基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.50275011) 作者简介:胡水平(1967—)‚男‚博士研究生;唐 荻(1955—)‚男‚教授‚博士生导师‚E-mail:tangdi@nercar.ustb.edu.cn 变断面挤压件在工业中具有较高的技术经济效 益‚不仅能够显著减少半成品的后续机械加工量‚获 得全纤维高性能的挤压件‚从而提高结构强度性能 和可靠性‚而且可以缩短装配的工艺周期‚提高材料 利用率‚降低成本[1].近年来‚随着航空、航天、建筑 以及交通运输业的发展‚变断面挤压件的应用领域 不断扩大[2—4].目前‚各种变断面挤压方法都是通 过在模具的结构设计或在机构上做某些改动来实现 的.大部分挤压方法均需在挤压过程中停机‚以便 更换模具和调整机构‚这势必会影响挤压型材的尺 寸精度[5].在国家自然科学基金的资助下本课组开 发了一种新型的变断面挤压新方法‚将挤压工艺与 电、液、计算机技术融为一体[6].该工艺具有在挤压 过程中无需停机换模‚可制备出全纤维高性能的挤 压件‚同时模具结构也大为简化.变断面挤压产品 由于在挤压过程中各点的挤压比都不同‚在纵向断 面上存在着严重的不均匀变形‚表现在组织上与其 他常规挤压方法相比‚在制品的断面与长度方向上 更加不均匀‚但在连续变断面挤压时‚挤压件沿长度 方向各个截面上的变形程度是按一定规律变化的‚ 因此挤压件的组织和性能沿长度方向也应该有一定 的变化规律.为了研究连续变断面挤压件的组织‚ 第30卷 第7期 2008年 7月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol.30No.7 Jul.2008 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2008.07.035

.752 北京科技大学学报 第30卷 以工业纯铝为研究对象,分析挤压件的组织和性能 机械抛光→电解抛光→浸蚀 沿长度方向上的分布规律, 变形铝及铝合金的主要热处理形式有退火和淬 1挤压工艺及研究方案 火时效两大类.前者包括均匀化退火、完全退火及 不完全退火;后者分为自然时效和人工时效,实验 1.1挤压工艺 的退火工艺为:在加热炉中加热到550℃,在炉中保 将模孔设计成可移动的活动模块,由侧向液压 温1h,空冷.将挤压件变形区部分沿试样横向取三 伺服缸控制,凸模由液压机主缸控制,凸模和活动模 个位置ab和c切割出来,如图2所示 块的位移由位移传感器测量并反馈输入到计算机 中,计算机通过液压伺服阀控制液压缸的运动方向 和速度,从而使凸模和活动模块按照设定的轨迹协 调动作,实现连续变断面挤压,其设备结构如图1 所示,这种连续变断面挤压方法将用来成形断面连 续反复变化的变断面型材或异形零件,在挤压过程 中无需停机换模,可获得全纤维高性能的挤压 图2试样从连续变断面挤压件上切制位置示意图 件. Fig.2 Schematic diagram of cutting regions for micro analyzing a variable cross"section extrusion piece 挤压凸模 在实验中为了比较不同挤压变形区的组织,每 挤压凹模 侧向挤压伺服油缸 个试样在典型变形处(如截面变化转角处)各取三个 活动模块 位置横向切割,同时为了调整实验工艺,将原来截 面大小不一的试样进行线切割,使得试样表面为同 一尺寸8mm×10mm,以保证在电解抛光中简化实 验条件调试过程,使其适用于所有试样,并在比较晶 920 粒大小时实现统一·试样机械抛光后进行电解抛 图1变断面连续挤压设备结构示意图(单位:mm) 光8],电解液为70%(体积分数)的高氯酸10mL,无 Fig-I Schematic diagram of the machine for variable cross section 水乙醇90mL, extrusion (unit:mm) 电解抛光工艺参数:(a)稳压源25V;(b)电解时 利用自行设计制造的实验装置及控制软件,进 间18~20s;(c)电解温度低于40℃. 行了连续变断面挤压实验,实验对象为工业纯铝, 实验采用的浸蚀剂为:氢氟酸10mL,水50mL, 坯料尺寸为25mm×25mmX60mm,最大挤压比为 浸蚀时间为5~25s·在显微镜下观察,直到观察到 5,最小挤压比为1.3.主液压缸挤压速度 清晰的晶界为止 15.7mms1. 2实验结果及分析 1.2研究方案 为了有效地观察到变断面挤压件不同断面处的 2.1同一截面不同位置晶粒组织的变化 微观组织,对试样进行如下处理:退火→切割取样→ 图2中a断面处不同位置的金相组织如图3所 100um 10μm 100μm (a)外层部分纠(a=8.1583) (b)14处织(a=84033) (C)中间部分组织(a=84252) 图3同一截面不同位置的金相显微组织 Fig.3 Metallographic microstructures of different regions on the same section

以工业纯铝为研究对象‚分析挤压件的组织和性能 沿长度方向上的分布规律. 1 挤压工艺及研究方案 1∙1 挤压工艺 将模孔设计成可移动的活动模块‚由侧向液压 伺服缸控制‚凸模由液压机主缸控制‚凸模和活动模 块的位移由位移传感器测量并反馈输入到计算机 中‚计算机通过液压伺服阀控制液压缸的运动方向 和速度‚从而使凸模和活动模块按照设定的轨迹协 调动作‚实现连续变断面挤压.其设备结构如图1 所示.这种连续变断面挤压方法将用来成形断面连 续反复变化的变断面型材或异形零件‚在挤压过程 中无需停机换模‚可获得全纤维高性能的挤压 件[7]. 图1 变断面连续挤压设备结构示意图(单位:mm) Fig.1 Schematic diagram of the machine for variable cross-section extrusion (unit:mm) 利用自行设计制造的实验装置及控制软件‚进 行了连续变断面挤压实验.实验对象为工业纯铝‚ 坯料尺寸为25mm×25mm×60mm‚最大挤压比为 5‚最 小 挤 压 比 为 1∙3. 主 液 压 缸 挤 压 速 度 15∙7mm·s —1. 1∙2 研究方案 为了有效地观察到变断面挤压件不同断面处的 微观组织‚对试样进行如下处理:退火→切割取样→ 机械抛光→电解抛光→浸蚀. 变形铝及铝合金的主要热处理形式有退火和淬 火时效两大类.前者包括均匀化退火、完全退火及 不完全退火;后者分为自然时效和人工时效.实验 的退火工艺为:在加热炉中加热到550℃‚在炉中保 温1h‚空冷.将挤压件变形区部分沿试样横向取三 个位置 a、b 和 c 切割出来‚如图2所示. 图2 试样从连续变断面挤压件上切割位置示意图 Fig.2 Schematic diagram of cutting regions for micro-analyzing a variable cross-section extrusion piece 在实验中为了比较不同挤压变形区的组织‚每 个试样在典型变形处(如截面变化转角处)各取三个 位置横向切割.同时为了调整实验工艺‚将原来截 面大小不一的试样进行线切割‚使得试样表面为同 一尺寸8mm×10mm‚以保证在电解抛光中简化实 验条件调试过程‚使其适用于所有试样‚并在比较晶 粒大小时实现统一.试样机械抛光后进行电解抛 光[8]‚电解液为70%(体积分数)的高氯酸10mL‚无 水乙醇90mL. 电解抛光工艺参数:(a)稳压源25V;(b)电解时 间18~20s;(c)电解温度低于40℃. 实验采用的浸蚀剂为:氢氟酸10mL‚水50mL. 浸蚀时间为5~25s.在显微镜下观察‚直到观察到 清晰的晶界为止. 2 实验结果及分析 2∙1 同一截面不同位置晶粒组织的变化 图2中 a 断面处不同位置的金相组织如图3所 图3 同一截面不同位置的金相显微组织 Fig.3 Metallographic microstructures of different regions on the same section ·752· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷

第7期 胡水平等:连续变断面挤压制品组织的变化规律 .753. 示.可以看出,靠近边部的组织晶粒尺寸相对中间 粒组织变化,在图4试样上,制品挤压变形是从C 晶粒比较小,在试样的中间晶粒比较大,即从外层到 开始到A,分别截取C、B、A部位的试样进行显微组 中部晶粒尺寸逐渐变大, 织观察,试样的截面是由小变大,而挤压比是由大变 挤压制品的组织与其他加工方法(例如轧制、锻 小的:C点挤压比λ=2.3;B点挤压比入=1.3;A点 造)相比,其固有的特点是挤压制品的组织不均匀, 为压余,挤压比入=1即没有变形.各点金相显微图 一般是中部晶粒粗大,外层晶粒细小(热处理后产生 如图5所示。可以看出,晶粒尺寸沿制品长度方向 的粗晶环除外),从实验所得的金相照片中也可以 上是不均匀的,各点晶粒度大小随着挤压比的减小, 很明显地看出,从外层到中部晶粒逐渐变大.根据 晶粒尺寸逐渐变大. 挤压流动变形特点分析可知,在试样制品断面上,由 于外层金属在挤压过程中受模子形状约束和摩擦阻 力作用使外层金属主要承受剪切变形,且一般情况 下金属的实际变形程度由外层金属向内逐渐减少, B 所以在挤压制品断面上会出现组织的不均匀性 2.2同一试样长度方向上晶粒组织的变化 图4试样截取部位示意图 (1)挤压比(大→小)即截面变化(小→大)的晶 Fig.4 Schematic diagram of cutting regions for micro analysis ,100μm 100μm 100μm (a)A部位试样品粒(1=1.a=8.5642) (b)B部位试样的品粒(2=13,a-8.4252) (c)C部位试样品粒(=23.a=8.3031) 图5挤压比变化(大一→小)时的晶粒尺寸 Fig.5 Grain size at different extrusion ratios (2)挤压比(小→大)即截面变化(大→小)的 的变形量愈大,生核愈容易,相应的再结晶温度降 晶粒组织变化,同理,在图6试样上,分别截取C、B 低,晶粒尺寸也较小. 和A部位进行显微组织观察,A点为压余,挤压比 入=1、没有变形.制品挤压变形从C开始到A,C点 挤压比入=1.5,B点挤压比入=2.6.其内部晶粒组 B 织的变化如图7所示,可以看出,随着挤压比的增 大,晶粒尺寸减小.出现这种现象的原因是再结晶 图6试样截取部位示意图 晶核是在金属中畸变最严重处优先生核,金属经受 Fig-6 Schematic diagram of cutting regions for micro analysis 100μm 100μm 100μm (a)A处的晶粒(1=1.a85611) (b)B处的品粒(-2.6.c=84022 (c)C处的品粒(=15.a=85578) 图7挤压比变化(小→大)的晶粒尺寸变化图 Fig7 Size of erystal in different extrusion ratio

示.可以看出‚靠近边部的组织晶粒尺寸相对中间 晶粒比较小‚在试样的中间晶粒比较大‚即从外层到 中部晶粒尺寸逐渐变大. 挤压制品的组织与其他加工方法(例如轧制、锻 造)相比‚其固有的特点是挤压制品的组织不均匀‚ 一般是中部晶粒粗大‚外层晶粒细小(热处理后产生 的粗晶环除外).从实验所得的金相照片中也可以 很明显地看出‚从外层到中部晶粒逐渐变大.根据 挤压流动变形特点分析可知‚在试样制品断面上‚由 于外层金属在挤压过程中受模子形状约束和摩擦阻 力作用使外层金属主要承受剪切变形‚且一般情况 下金属的实际变形程度由外层金属向内逐渐减少‚ 所以在挤压制品断面上会出现组织的不均匀性. 2∙2 同一试样长度方向上晶粒组织的变化 (1) 挤压比(大→小)即截面变化(小→大)的晶 粒组织变化.在图4试样上‚制品挤压变形是从 C 开始到 A‚分别截取 C、B、A 部位的试样进行显微组 织观察‚试样的截面是由小变大‚而挤压比是由大变 小的:C 点挤压比 λ=2∙3;B 点挤压比 λ=1∙3;A 点 为压余‚挤压比 λ=1即没有变形.各点金相显微图 如图5所示.可以看出‚晶粒尺寸沿制品长度方向 上是不均匀的‚各点晶粒度大小随着挤压比的减小‚ 晶粒尺寸逐渐变大. 图4 试样截取部位示意图 Fig.4 Schematic diagram of cutting regions for micro-analysis 图5 挤压比变化(大→小)时的晶粒尺寸 Fig.5 Grain size at different extrusion ratios (2) 挤压比(小→大)即截面变化 (大→小)的 晶粒组织变化.同理‚在图6试样上‚分别截取 C、B 和 A 部位进行显微组织观察.A 点为压余‚挤压比 λ=1、没有变形.制品挤压变形从 C 开始到 A‚C 点 挤压比 λ=1∙5‚B 点挤压比 λ=2∙6.其内部晶粒组 织的变化如图7所示.可以看出‚随着挤压比的增 大‚晶粒尺寸减小.出现这种现象的原因是再结晶 晶核是在金属中畸变最严重处优先生核‚金属经受 的变形量愈大‚生核愈容易‚相应的再结晶温度降 低‚晶粒尺寸也较小. 图6 试样截取部位示意图 Fig.6 Schematic diagram of cutting regions for micro-analysis 图7 挤压比变化(小→大)的晶粒尺寸变化图 Fig.7 Size of crystal in different extrusion ratio 第7期 胡水平等: 连续变断面挤压制品组织的变化规律 ·753·

.754 北京科技大学学报 第30卷 2.3连续变断面挤压制品不同退火工艺制度下的 再晶相组织 在挤压变形后,材料晶粒由于变形而被拉长,在 加热炉中加热到550℃、保温1h、随后空冷的工艺 条件下,挤压制品发生了再结晶.在挤压比入=1.5 处截取试样,其中心部显微组织结构如图8所示 可以看出,制品内部发生了再结晶,得到了尺寸较为 100μm 均匀的晶粒 图10外层晶粒的异常长大 Fig.10 Abnormal growth of grains in the outer layer (1)变形量,再结晶晶核是在金属中畸变最严 重处优先生核,因此金属经受的变形量愈大,生核愈 容易,相应地再结晶温度降低,由于变断面挤压过 程中挤压制品金属变形剧烈而复杂,在同一截面上 各点的挤压比也不同,当达到临界变形量时再结晶 100um 生核数目很少,因而会形成粗大的再结晶组织, 图8中心部的再结晶组织 (2)退火工艺,再结晶需在一定时间内完成, Fig.8 Recrystallized structure at the center 退火温度愈高,所需时间也愈短,在本实验的退火 温度为550℃、退火时间为2h情况下,容易发生二 延长退火时间,已形成的细小晶粒将通过相互 次再结晶的现象 吞并而长大,使得金属内部的表面能降低,在变形均 匀的情况下晶粒长大过程是均匀进行的.但在变断 3结论 面制品挤压过程中由于断面反复变化,再结晶组织 (1)连续变断面挤压制品在同一截面上,外层 发生了另一种情况,少数晶粒出现了异常长大,四周 金属在挤压过程中受模子形状约束和摩擦阻力作 细晶粒被吞食,最后成为晶粒分布不均匀的组织,即 用,使外层金属主要承受剪切变形,同时金属的实际 发生二次再结晶过程,产生了部分晶粒的异常长大 变形程度由外层向内层逐渐减少,晶粒的尺寸由试 现象 样外层到中部逐渐变大,外层组织多为细小晶粒,中 在退火温度550℃,保温2h工艺下,在挤压比 部组织多为粗大晶粒,符合挤压制品组织不均匀的 λ=1.5处截取试样金相照片如图9和图10所示: 特点 在部分区域已经产生了二次再结晶现象,外层和中 (2)观察同一试样长度方向上的截面组织形貌 部在不同程度上都出现了异常晶粒的长大、四周晶 发现:各点挤压比不同,晶粒的尺寸不相同,且随挤 粒被吞食的现象,导致这种现象的因素包括变形量 压比的增大而减小,在截面单一变化的试样中这种 和退火工艺 现象尤为明显 (3)连续变断面挤压件退火后部分组织发生了 二次再结晶,出现晶粒的异常长大现象,这与金属变 形量及退火工艺有关,为此应该避免高温长时间退 火·要得到合适金相组织的连续变断面挤压制品必 须选择合适的挤压工艺和热处理制度 参考文献 [1]LiL F.The development on extrusion method of variable cross 100m section aluminum alloy shapes.Chin JAlum Process.2000.23 (2):33 图9中部晶粒的异常长大 (李良福.变断面铝合金型材挤压方法的发展,铝加工,2000, Fig.9 Abnormal growth of grains in the middle area 23(2):33)

2∙3 连续变断面挤压制品不同退火工艺制度下的 再晶相组织 在挤压变形后‚材料晶粒由于变形而被拉长‚在 加热炉中加热到550℃、保温1h、随后空冷的工艺 条件下‚挤压制品发生了再结晶.在挤压比 λ=1∙5 处截取试样‚其中心部显微组织结构如图8所示. 可以看出‚制品内部发生了再结晶‚得到了尺寸较为 均匀的晶粒. 图8 中心部的再结晶组织 Fig.8 Recrystallized structure at the center 延长退火时间‚已形成的细小晶粒将通过相互 吞并而长大‚使得金属内部的表面能降低‚在变形均 匀的情况下晶粒长大过程是均匀进行的.但在变断 面制品挤压过程中由于断面反复变化‚再结晶组织 发生了另一种情况‚少数晶粒出现了异常长大‚四周 细晶粒被吞食‚最后成为晶粒分布不均匀的组织‚即 发生二次再结晶过程‚产生了部分晶粒的异常长大 现象. 在退火温度550℃‚保温2h 工艺下‚在挤压比 λ=1∙5处截取试样金相照片如图9和图10所示: 在部分区域已经产生了二次再结晶现象‚外层和中 部在不同程度上都出现了异常晶粒的长大、四周晶 粒被吞食的现象.导致这种现象的因素包括变形量 和退火工艺. 图9 中部晶粒的异常长大 Fig.9 Abnormal growth of grains in the middle area 图10 外层晶粒的异常长大 Fig.10 Abnormal growth of grains in the outer layer (1) 变形量.再结晶晶核是在金属中畸变最严 重处优先生核‚因此金属经受的变形量愈大‚生核愈 容易‚相应地再结晶温度降低.由于变断面挤压过 程中挤压制品金属变形剧烈而复杂‚在同一截面上 各点的挤压比也不同‚当达到临界变形量时再结晶 生核数目很少‚因而会形成粗大的再结晶组织. (2) 退火工艺.再结晶需在一定时间内完成‚ 退火温度愈高‚所需时间也愈短.在本实验的退火 温度为550℃、退火时间为2h 情况下‚容易发生二 次再结晶的现象. 3 结论 (1) 连续变断面挤压制品在同一截面上‚外层 金属在挤压过程中受模子形状约束和摩擦阻力作 用‚使外层金属主要承受剪切变形‚同时金属的实际 变形程度由外层向内层逐渐减少‚晶粒的尺寸由试 样外层到中部逐渐变大‚外层组织多为细小晶粒‚中 部组织多为粗大晶粒‚符合挤压制品组织不均匀的 特点. (2) 观察同一试样长度方向上的截面组织形貌 发现:各点挤压比不同‚晶粒的尺寸不相同‚且随挤 压比的增大而减小‚在截面单一变化的试样中这种 现象尤为明显. (3) 连续变断面挤压件退火后部分组织发生了 二次再结晶‚出现晶粒的异常长大现象‚这与金属变 形量及退火工艺有关‚为此应该避免高温长时间退 火.要得到合适金相组织的连续变断面挤压制品必 须选择合适的挤压工艺和热处理制度. 参 考 文 献 [1] Li L F.The development on extrusion method of variable cross￾section aluminum alloy shapes.Chin J Alum Process‚2000‚23 (2):33 (李良福.变断面铝合金型材挤压方法的发展.铝加工‚2000‚ 23(2):33) ·754· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷

第7期 胡水平等:连续变断面挤压制品组织的变化规律 .755. [2]Arakawa H.Present situation and future of manufacturing tech- (黄贞益,王萍.变新面细长产品成形方法探讨.金属成形工 nology for equipment of aerospace.Jpn J Soc Technol Plast, 艺,1999(6):33) 1996,37,1005 [6]Hu S P,Li S F,Ren X P.Development of continuous taper ex- (荒川.航空宇宙机器制造技术)现状上将来.塑性上加工, trusion process.Chin J Mech Eng.2005(12):173 1996,37:1005) (胡水平,李少峰,任学平,连续变断面挤压工艺的开发,机械 [3]Gao J,Zhao G Q,Li L H.Status and development trend of ex- 工程学报,2005(12):173) trusion technology of aluminum alloy profile.Chin J Automob [7]Hu P,Ren X P.Tang D.The research of continuous taper ex- Technol Mater,2002(6):21 trusion forming.Chin J Plast Eng.2005(1):64 (高军,赵国群,李丽华,铝合金型材挤压技术现状与发展趋 (胡水平,任学平,唐获·连续变断面挤压成形方法的研究,塑 势.汽车工艺与材料,2002(6):21) 性工程学报,2005(1):64) [4]Laue K,Stenger H.Extrusion.Ohio:American Society for [8]Li L K.Ye S F.Influence of fine aluminum's heterogeneous an- Metals.1981 neal on microstructure and property.Chin J Light Met.1994 [5]Huang Z Y.Wang P.Make an inquiry into method of variable (2):50 cross section long thin product.Chin J Met Form Technol,1999 (李念奎,叶淑芬·均匀化退火对高纯铝箔的组织和性能的影 (6):33 响.轻金属,1994(2):50) (上接第709页) planning algorithms.J Univ Sci Technol Beijing.2005.27 [9]Ye Q.YuZ W.The improved shortcut algorithm and it's appli- (3):367 cation in selecting ship's optimum route.Navig China.2003. (李擎,宋顶立,张双江,等.两种改进的最优路径规划算法: (55):15 北京科技大学学报,2005,27(3):367) (叶清,郁振伟,改进最短路径算法在最佳航线选择中的应用· [13]Liu Y L.Wang P T.Optimization model of complicated net- 中国航海,2003,(55):15) work and shortest path algorithm.J Tianjin Univ Technol, [10]Zhang X Y,Huang Y,Yang S G.Improved Dijkstra algorithm 2006,22(1):33 used in embedded-GIS system.Comput Eng Des.2007,28 (刘彦良,王鹏涛,复杂网络的优化模型及最短路径求解,天 (2):412 津理工大学学报,2006,22(1):33) (张雪燕,黄寅,杨晟刚,一种改进的Dkst算法应用于嵌入 [14]Stanley R Michalski.The Jharia mine fire control technical assis- 式GIS系统.计算机工程与设计,2007,28(2):412) tance project:an analysis.Int J Coal Geol,2004.59:83 [11]Gu LL.The optimization of Dijkstra in GIS route analysis [15]Yang Z B.Li Z Y.Lv W.An algorithm for finding the local Comput Digital Eng.2006.34(12):53 shortest path based on MapX.Comput Syst Appl,2006,(3): (古凌岚,GIS最短路径分析中Dijkstra算法的优化·计算机 83 与数字工程,2006,34(12):53) (杨中宝,李朝艳,吕伟.基于Ma即X的局部最短路径搜索算 [12]Li Q,Song D L:Zhang S J,et al.Two improved optimum path 法.计算机系统应用,2006,(3):83)

[2] Arakawa H.Present situation and future of manufacturing tech￾nology for equipment of aerospace. Jpn J Soc Technol Plast‚ 1996‚37:1005 (荒川.航空宇宙机器制造技术の现状と将来.塑性と加工‚ 1996‚37:1005) [3] Gao J‚Zhao G Q‚Li L H.Status and development trend of ex￾trusion technology of aluminum alloy profile. Chin J A utomob Technol Mater‚2002(6):21 (高军‚赵国群‚李丽华.铝合金型材挤压技术现状与发展趋 势.汽车工艺与材料‚2002(6):21) [4] Laue K‚Stenger H. Extrusion.Ohio:American Society for Metals‚1981 [5] Huang Z Y‚Wang P.Make an inquiry into method of variable cross-section long thin product.Chin J Met Form Technol‚1999 (6):33 (黄贞益‚王萍.变断面细长产品成形方法探讨.金属成形工 艺‚1999(6):33) [6] Hu S P‚Li S F‚Ren X P.Development of continuous taper ex￾trusion process.Chin J Mech Eng‚2005(12):173 (胡水平‚李少峰‚任学平.连续变断面挤压工艺的开发.机械 工程学报‚2005(12):173) [7] Hu S P‚Ren X P‚Tang D.The research of continuous taper ex￾trusion forming.Chin J Plast Eng‚2005(1):64 (胡水平‚任学平‚唐荻.连续变断面挤压成形方法的研究.塑 性工程学报‚2005(1):64) [8] Li L K‚Ye S F.Influence of fine aluminum’s heterogeneous an￾neal on microstructure and property.Chin J L ight Met‚1994 (2):50 (李念奎‚叶淑芬.均匀化退火对高纯铝箔的组织和性能的影 响.轻金属‚1994(2):50) (上接第709页) [9] Ye Q‚Yu Z W.The improved shortcut algorithm and it’s appli￾cation in selecting ship’s optimum route.Navig China‚2003‚ (55):15 (叶清‚郁振伟.改进最短路径算法在最佳航线选择中的应用. 中国航海‚2003‚(55):15) [10] Zhang X Y‚Huang Y‚Yang S G.Improved Dijkstra algorithm used in embedded-GIS system. Comput Eng Des‚2007‚28 (2):412 (张雪燕‚黄寅‚杨晟刚.一种改进的 Dijkstra 算法应用于嵌入 式 GIS 系统.计算机工程与设计‚2007‚28(2):412) [11] Gu L L.The optimization of Dijkstra in GIS route analysis. Comput Digital Eng‚2006‚34(12):53 (古凌岚.GIS 最短路径分析中 Dijkstra 算法的优化.计算机 与数字工程‚2006‚34(12):53) [12] Li Q‚Song D L‚Zhang S J‚et al.Two improved optimum path planning algorithms. J Univ Sci Technol Beijing‚2005‚27 (3):367 (李擎‚宋顶立‚张双江‚等.两种改进的最优路径规划算法. 北京科技大学学报‚2005‚27(3):367) [13] Liu Y L‚Wang P T.Optimization model of complicated net￾work and shortest path algorithm. J Tianjin Univ Technol‚ 2006‚22(1):33 (刘彦良‚王鹏涛.复杂网络的优化模型及最短路径求解.天 津理工大学学报‚2006‚22(1):33) [14] Stanley R Michalski.The Jharia mine fire control technical assis￾tance project:an analysis.Int J Coal Geol‚2004‚59:83 [15] Yang Z B‚Li Z Y‚Lv W.An algorithm for finding the local shortest path based on MapX.Comput Syst Appl‚2006‚(3): 83 (杨中宝‚李朝艳‚吕伟.基于 MapX 的局部最短路径搜索算 法.计算机系统应用‚2006‚(3):83) 第7期 胡水平等: 连续变断面挤压制品组织的变化规律 ·755·

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