第1章 强变形微纳米化概述 1
1.1 微纳米技术与塑性加工的关系 1
1.2 难变形材料及其塑性 2
1.3 超塑性的概念及特点 3
1.4 难变形材料晶粒细化的常用手段 4
1.5 SPD对金属材料力学性能的影响 6
1.5.1 对强度和延展性的影响 6
1.5.2 对超塑性的影响 7
1.5.3 SPD应用前景与展望 8
第2章 材料强变形微纳米化物理基础 9
2.1 加工硬化及其位错模型 9
2.1.1 加工硬化与位错密度 9
2.1.2 位错密度分析方法 10
2.2 层错能 12
2.2.1 层错及层错能 12
2.2.2 层错能的计算方法 13
2.2.3 层错能的实验研究方法 15
2.3 回复与再结晶 16
2.4 Hall-Petch关系及其适用条件 17
2.4.1 Hall-Petch关系 17
2.4.2 Hall-Petch关系的理论推导 17
2.4.3 Hall-Petch关系的适用范围 21
2.4.4 Hall-Petch关系适用的晶粒下临界尺寸 22
2.4.5 对上临界尺寸dmax和下临界尺寸dmin的分析 23
2.5 经典蠕变模型 24
第3章 锻轧复合工艺 25
3.1 工艺原理 25
3.2 高温合金锻轧复合工艺 25
3.2.1 实验材料与方案 25
3.2.2 锻造工艺 27
3.2.3 冷轧-热处理工艺 28
3.2.4 性能测试及晶粒细化机制 32
3.3 细晶合金超塑性 33
3.3.1 基本组织条件 33
3.3.2 细晶合金组织条件 34
3.4 常温拉伸与超塑性拉伸关联性 37
3.4.1 常温拉伸性能 37
3.4.2 高温超塑性拉伸性能 38
第4章 等通道转角挤压工艺 40
4.1 工艺概念 40
4.2 变形特点与工艺路线 41
4.2.1 变形特点 41
4.2.2 工艺路线 41
4.3 影响因素 44
4.3.1 压力 44
4.3.2 挤压温度 44
4.3.3 挤压速度 45
4.3.4 挤压道次 45
4.3.5 摩擦因数 45
4.3.6 试样的大小 46
4.3.7 挤压过程中的残余试样 46
4.4 总应变的计算 46
4.5 ECAP法目前存在的问题 49
4.6 ECAP材料的组织与性能 50
4.6.1 ECAP对材料组织的影响 50
4.6.2 ECAP对材料性能的影响 50
4.7 典型材料的等通道挤压 51
4.8 等通道挤压工艺的有限元模拟 55
4.8.1 有限元模型 55
4.8.2 模拟结果分析 57
4.8.3 三种挤压路线的综合比较 59
第5章 高压扭转工艺 62
5.1 概念及分类 62
5.2 HPT工艺的研究现状 63
5.3 HPT应变的定义及计算 64
5.4 HPT工艺的影响因素 65
5.4.1 摩擦因数 65
5.4.2 高径比 65
5.4.3 压力 65
5.4.4 下模扭转角度 66
5.5 高压扭转对材料组织性能的影响 66
5.6 GH4169高温合金的高压扭转工艺 66
5.6.1 高压扭转工艺流程 66
5.6.2 实验设备 67
5.6.3 VF-1600高真空高温热处理炉 68
5.7 实验结果分析 69
5.7.1 成形零件的尺寸变化 69
5.7.2 金相组织分析 70
5.7.3 试样硬度分析 76
5.7.4 GH4169高温金相研究 77
5.8 晶粒细化机制分析 80
5.9 高压扭转工艺有限元模拟 84
5.9.1 几何模型的建立 84
5.9.2 高压扭转工艺 84
5.9.3 高压扭转变形过程分析 85
5.9.4 扭转角度对HPT工艺的影响 93
5.9.5 压力对HPT工艺的影响 94
5.10 高径比对高压扭转工艺的影响 95
5.10.1 工艺参数 95
5.10.2 高径比对高压扭转应力应变分布的影响 95
第6章 其他剧烈塑性变形工艺 103
6.1 累积叠轧焊合工艺 103
6.1.1 工艺原理及过程 103
6.1.2 应变的计算 104
6.1.3 工艺影响因素 104
6.1.4 制备材料的特性 105
6.2 限制模压变形 108
6.2.1 工艺原理 108
6.2.2 工艺分类 108
6.2.3 工艺过程 109
6.2.4 影响因素 110
6.2.5 对组织性能的影响 111
6.3 循环往复挤压工艺 112
6.3.1 工艺原理及应变计算 112
6.3.2 模具结构 113
6.3.3 工艺特点 114
6.3.4 晶粒细化机制 114
6.4 多向锻造 116
6.4.1 工艺原理 116
6.4.2 工艺特点 117
6.4.3 影响因素 117
6.4.4 对组织性能的影响 118
第7章 难变形材料常用成形工艺 121
7.1 粉末冶金成型及粉末锻造 121
7.1.1 粉末冶金 121
7.1.2 粉末冶金锻造 122
7.1.3 纳米Si2N2O-Si3N4陶瓷齿轮的粉末冶金锻造 126
7.2 超塑性成形 128
7.2.1 超塑性成形特点及工艺 128
7.2.2 超塑性成形实例 129
7.3 等温成形 132
7.3.1 等温成形的概念及特点 132
7.3.2 等温锻造模具 134
7.3.3 等温锻造实例 135
7.4 差温成形 137
7.5 强力旋压成形 139
7.5.1 强力旋压的概念及特点 139
7.5.2 内旋压 141
7.5.3 曲母线薄壁筒形件内旋压 142
参考文献 144