大尺寸超细珠光体中碳钢棒材3D-SPD成形方法技术

本发明专利技术大尺寸超细珠光体中碳钢棒材3D‑SPD成形方法涉及超细晶制备技术领域，具体涉及大尺寸超细珠光体中碳钢棒材3D‑SPD成形方法，包括以下步骤：工具设计及变形参数的确定：首先利用有限元模拟技术，建立中碳钢棒材3D‑SPD的有限元模型，并设定收敛条件为：变形区内任意质点的扭转角度不小于200°，确定出轧辊及导板变形工具形状，以及辊面锥角α、送进角β、辗轧角γ、孔型椭圆度系数、辊距调整参数；本发明专利技术能够拓展细化珠光体片层间距，大幅提升材料力学性能，通过相对低的轧制温度，降低能耗；采用压扭复合3D‑SPD工艺，避免了以往需要添加昂贵的合金元素来达到材料预期的性能。

【技术实现步骤摘要】
大尺寸超细珠光体中碳钢棒材3D-SPD成形方法
本专利技术涉及超细晶制备
，具体涉及大尺寸超细珠光体中碳钢棒材3D-SPD成形方法。
技术介绍
近年来，超细晶/纳米晶材料由于其优异的性能受到了世界各国材料领域专家的关注。人们通过持续细化晶粒来不断提高多晶材料的强韧化水平，其中，尤其以剧烈塑性变形（SeverePlasticDeformation，简称SPD）技术的研究成果令人瞩目。目前，主流的SPD工艺包括高压扭转（HPT）、等通道转角挤（ECAP）、累积叠轧（ARB）、多向锻造（MF）和扭转挤压（TE）五种方法。不过这些SPD方法也存在明显的局限性，主要表现在：（1）剧烈变形区的渗透性差，仅发生在工件-模具或工件-工件表层附近，没有渗透到工件芯部，即变形区穿深小或穿深能力差，远远不能满足工业级大尺寸通体超细晶材料制备的要求。（2）现有SPD技术在变形过程中，足够大的静水压力对于抑制裂纹等变形缺陷，约束材料自由变形以强化变形累积效果都具有重要作用，从而使现有各类SPD方法的成形载荷（平均单位压力达GPa级）远远高于常规塑性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.大尺寸超细珠光体中碳钢棒材3D-SPD成形方法，其特征在于，包括以下步骤：/n第一步，工具设计及变形参数的确定：首先利用有限元模拟技术，建立中碳钢棒材3D-SPD的有限元模型，并设定收敛条件为：变形区内任意质点的扭转角度不小于200°，确定出轧辊及导板变形工具形状，以及辊面锥角α、送进角β、辗轧角γ、孔型椭圆度系数、辊距调整参数；/n若坯料在确定出的变形工具及辊面锥角α、送进角β、辗轧角γ、孔型椭圆度系数、辊距调整参数作用下，扭转角度满足收敛条件则进行下一步，若不满足收敛条件则重复第一步，直至符合收敛条件；/n第二步，变形工具工装加工制备及安装：根据第一步得出符合收敛条件时输入的参数，设计...

【技术特征摘要】
1.大尺寸超细珠光体中碳钢棒材3D-SPD成形方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，工具设计及变形参数的确定：首先利用有限元模拟技术，建立中碳钢棒材3D-SPD的有限元模型，并设定收敛条件为：变形区内任意质点的扭转角度不小于200°，确定出轧辊及导板变形工具形状，以及辊面锥角α、送进角β、辗轧角γ、孔型椭圆度系数、辊距调整参数；
若坯料在确定出的变形工具及辊面锥角α、送进角β、辗轧角γ、孔型椭圆度系数、辊距调整参数作用下，扭转角度满足收敛条件则进行下一步，若不满足收敛条件则重复第一步，直至符合收敛条件；
第二步，变形工具工装加工制备及安装：根据第一步得出符合收敛条件时输入的参数，设计轧辊及导板变形工具，该参数为最佳工艺参数；
设计辗轧角调整垫块，设计送进角调整工装，然后完成轧辊、导板、辗轧角调整垫块、送进角调整工装的制备加工、安装调试工作，
第三步，变形参数调整：安装调试完成以后，根据最佳工艺参数调整轧机辊面锥角α、送进角β、辗轧角γ、孔型椭圆度系数、辊距参数；
第四步，坯料加热：将直径为40-90mm，长度为300-1000m...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61