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等通道转角压(Equal Channel Angular-Pressing,简称ECA-P)大应变技术,近年来已发展成为细化及调控材料内部组织结构、制取超细/纳米晶材料、大幅提升材料性能的一种重要方法。本文围绕着实现ECA大应变技术工业化应用尚需解决的关键问题,即大型化问题、连续化问题,开展研究工作及取得的创新成果如下:(1)对ECAP技术大型化、连续推挤式批量化加工进行了有限元模拟研究和实验研究,研究发现,模具拐角(Φ)的大小是ECAP技术实现推挤式连续量化生产的一个关键参数,也是有效降低最大挤压载荷的一个关键参数,文中合理确定出既能实现推挤式连续量化生产、又能有效降低载荷、同时还能保持较大加工应变的模具拐角(Φ)值,其值为100°~120°。(2)对出口通道下表面可滑动的ECAP模具进行了有限元仿真模拟计算,重点研究了水平滑块运动速度与挤压杆下行速度之间的比率(ν2/ν1)、工件与模具底部滑动结构之间的摩擦系数(μ2)对最大挤压载荷和应变的影响规律。结果表明,随着ν2/ν1的增加,最大挤压载荷总是呈下降趋势,最大挤压载荷与工件主要变形区截面的等效应变近似呈Boltzman函数规律变化,应变方差减小,应变均匀性可以提高2.4倍以上;工件与模具底部滑动结构之间的摩擦系数对最大挤压载荷和应变的影响规律与(ν2/ν1)值有关。(3)对集成单对轮轧制与等通道转角的新型大应变技术(LargeStrain Rolling-Equal Channel Angular,简称LSR-ECA大应变技术)进行了有限元仿真模拟。模拟结果表明,LSR-ECA技术可以对长度不受限制工件实施大应变加工,驱动轮异步转速比对应变的分布有重要影响,驱动轮转速对温升影响不大。(4)利用设计制造的多功能大应变设备,对5052Al的LSR-ECA大应变进行了试验研究。实验结果表明,该装备可以加工出长度不受限制的工件。经LSR-ECA大应变加工的5052 Al的TEM形貌为等轴晶(亚晶)形貌,等轴晶(亚晶)间的位向差约为2°。这与异步轧制后带状特征TEM组织有很大不同,LSR-ECA加工后大幅提升5052Al的硬度,提升幅度高达90%。