编号：NMJS08351
篇名：高压扭转制备钨铜梯度材料的仿真和实验研究
作者：王雪 陈广清 王明明 严思梁 薛克敏
关键词： 钨铜梯度材料 高压扭转 有限元模拟 微观组织 显微硬度
机构： 合肥工业大学材料学院
摘要： 采用ABAQUS软件对钨铜材料高压扭转变形进行有限元模拟,分析了扭转变形过程中的应力场分布和应变累积状态,以及压力和温度对界面层应变累积的影响。模拟结果表明,铜在高压扭转(HPT)变形过程中为剪切变形的主要承受方,钨未得到充分的剪切变形,界面层应变累积最大;较高的温度和压力有利于界面层的应变累积,但温度的提升效果并不显著,并且高压力和高温度易导致铜反挤和模具失效。在300℃、1 GPa、扭转5圈的工艺条件下采用高压扭转工艺制备了界面连接质量良好的钨铜梯度材料。实验结果表明,随着扭转半径的增大,钨和铜的组织均得到显著细化,平均晶粒尺寸分别约为32.6和0.28μm,并且在界面处出现晶粒尺寸为4.8~6.75μm的铜组织过渡层;界面处钨和铜结合良好,钨和铜元素的扩散距离分别约为1.74和2.59μm。铜的显微硬度(HV)由初始态的790 MPa提升至1310MPa,界面处钨的显微硬度由初始的3470MPa提高到4240MPa,表明大变形条件下的晶粒细化和缺陷累积有利于界面连接和性能提升。
