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hzt18

银虫 (小有名气)

[交流] 【交流】挤压制品再结晶晶粒长大原因探究【高手请入】 已有3人参与

各位高手看看以下案例应如何解析:      
      使用3个不同结构的模具进行挤压圆棒试验,3个模具的工作带长度及角度不同,其轮廓如下图所示。

三个不同工作带长度和角度的模具
       试验得出的宏观晶粒图如下图所示

其对应的制品的宏观晶粒
三个模具介绍:
左侧:1°角度(挤压入口端)这样角度称阻流角,起阻碍金属流动作用,平直部分长度为6mm,起控制成型作用。
中间:平直工作带,长度为25mm。
右侧:1°角度(出口端),因此成型控制点极短,可以认为其为0长度工作带模具。
分析:在成型过程中,左、中侧均经历剧烈摩擦作用,而右侧相对小。
问题:为什么右边模具的制品晶粒长大这么厉害?如果从畸变能和制品的表面应力状态来入手,应如何分析呢?

[ Last edited by hzt18 on 2012-8-2 at 20:45 ]
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comma

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zhyq8767: 金币+1, 专家考核, 感谢专家的解答 2012-08-03 10:48:59
从楼主的描述,最右侧模具的工作带短相比前两者少剪切力,因此储存能低,因此再结晶形核率低,在相同热条件下晶粒尺寸大。
挤压应力状态简单看有垂直轴向的正应力和平行棒表面剪切应力,这个可以用有限元模拟看看,或者其他模拟手段。

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2楼2012-08-02 22:52:11
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hzt18

银虫 (小有名气)

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引用回帖:
2楼: Originally posted by comma at 2012-08-02 22:52:11
从楼主的描述,最右侧模具的工作带短相比前两者少剪切力,因此储存能低,因此再结晶形核率低,在相同热条件下晶粒尺寸大。
挤压应力状态简单看有垂直轴向的正应力和平行棒表面剪切应力,这个可以用有限元模拟看看, ...

用于挤压的铸棒原始组织一般小于2级,即晶粒平均面积0.40mm2。就是说图片上的这种粗晶,是再结晶长大后的结果,材料经挤压后组织发生粗大,而不是细化(本人的意见)。如果是这样的思路,既然储存能低,为何晶粒会发生长大????我怀疑跟表面应力状态有关,但不知道怎么去解析。
3楼2012-08-03 14:21:35
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comma

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材料人

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zhyq8767: 金币+1, 专家考核, 感谢专家顾问的解答 2012-08-04 09:08:33
引用回帖:
3楼: Originally posted by hzt18 at 2012-08-03 14:21:35
用于挤压的铸棒原始组织一般小于2级,即晶粒平均面积0.40mm2。就是说图片上的这种粗晶,是再结晶长大后的结果,材料经挤压后组织发生粗大,而不是细化(本人的意见)。如果是这样的思路,既然储存能低,为何晶粒会 ...

请看我帖子里已说明“储存能低,因此再结晶形核率低,在相同热条件下晶粒尺寸大”这就是再结晶的结果。
在某些工艺应用里,对材料进行稍微大于临界变形量的应变(比如>10%的应变量),可以使得粗大晶粒,也是这个道理,较低的储能再结晶形核率低,有长大的空间;而高储能下形核率高,再结晶晶粒相遇就停止了,因此晶粒细小。
楼主提供的图片倍数小,是不是就棒材表层晶粒粗大?如果理想情况下,应该是表层晶粒粗大,到中心晶粒尺寸几乎没有变化。

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4楼2012-08-03 17:03:30
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gooloo_xs

铁杆木虫 (著名写手)


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正向挤压?如果是,右边模具可能无法阻挡铸棒和盛锭筒相对运动表层进去制品,所以表面变形量大,晶粒就长大了。
反向挤压出现的状况会和现在的情况反过来的。

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]

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5楼2012-08-04 06:40:33
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hzt18

银虫 (小有名气)

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引用回帖:
5楼: Originally posted by gooloo_xs at 2012-08-04 06:40:33
正向挤压?如果是,右边模具可能无法阻挡铸棒和盛锭筒相对运动表层进去制品,所以表面变形量大,晶粒就长大了。
反向挤压出现的状况会和现在的情况反过来的。
...

正向挤压,表皮进入制品也是一种可能。如何解析左边的模具制品粗晶最少呢?
6楼2012-08-04 08:47:18
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hzt18

银虫 (小有名气)

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引用回帖:
4楼: Originally posted by comma at 2012-08-03 17:03:30
请看我帖子里已说明“储存能低,因此再结晶形核率低,在相同热条件下晶粒尺寸大”这就是再结晶的结果。
在某些工艺应用里,对材料进行稍微大于临界变形量的应变(比如>10%的应变量),可以使得粗大晶粒,也是这 ...

从形核率角度解析,也有道理。这图片是外国一个论坛论文集中的图片,但按标准来说,挤压棒的晶粒较小,当然表皮部分略有差异。该论文没有对原理进行解析,只说跟储存能和制品应力状态有关。如何解析左边的模具晶粒最小呢?图片2中,由上至下挤压速度逐渐提高。
7楼2012-08-04 08:54:28
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gooloo_xs

铁杆木虫 (著名写手)


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引用回帖:
6楼: Originally posted by hzt18 at 2012-08-04 08:47:18
正向挤压,表皮进入制品也是一种可能。如何解析左边的模具制品粗晶最少呢?...

左边模具进口处设置了阻流口,所以能进去金属,是受到蠕变能最小部分,晶粒之间摩擦产生热能不足于使晶粒间有吞噬,不过这样设计,后面夹心缩尾会不是最严重?

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
8楼2012-08-05 08:19:15
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zhg320

新虫 (初入文坛)


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请问是否是热挤压,温度多高;温度高晶粒大:还有临界变形度处晶粒疯长
没有最好的
9楼2013-04-12 11:37:34
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