ECAP对轻合金的力学性能影响研究+文献综述(4)
Furukawa等人[31]的观点：以路径BC、C分别挤压4N、2N次以后单元的立方体可以恢复形变使变形均匀，而以路径A和BA挤压则会不断地加剧畸变；而BC比C更有效果的原因是由于路径C在挤压过程中没有使Z面变形，因此，Φ=90°时路径BC具有更有效的晶粒细化的效果。
Cholinia[32]等人用剪切变形过程中的逆向变化理论解释了不同路线的影响。在挤压过程中，只要剪切过程中方向相反的剪切作用会产生剪切应变的减弱效应，一些位错就会互相反应而湮灭，试样内的位错密度较低，不利于晶粒细化。因此他们认为晶粒细化效果A路径要好于其他三种路径。
Iwahash[33]等人研究了A、BC、C三种不同挤压路径对纯铝的影响，认为BC路径晶粒细化效果好于A和C路径；
因此,ECAP工艺路径对晶粒细化的影响有待于进一步研究。对于上述观点并没有统一的解释，普遍认为由各种不同的挤压方式产生的剪切带及累积剪切应变对细化晶粒及产生大角度晶界起着决定性作用[34]。
1．2．2．4 挤压速度
Berbonp[35]等人对纯铝和Al-3%Mg合金进行一定的热处理，其初始晶粒尺寸分别为1.Omm和0.5mm，经ECAP试验，压下速度从10-2到10mm•S-1。实验结果表明挤压速度对材料晶粒尺寸并没有显著影响，但对挤压晶粒的均匀分布有些影响，这是因为在较低的速度下挤压，变形过程中的回复作用时间就较长，因此更多的位错可以被晶界吸收掉，这就使得材料的微观结构更加稳定，更加均匀。Kamachi[36]等人和Lee[37]等人也有相近的结论。
1．2．2．5 挤压温度
在ECAP过程中，挤压温度对材料的晶粒和性能有着重要的影响。Shin等人[38]在不同的温度下对低碳钢进行挤压试验，得出随着挤压温度的升高，晶粒的尺寸明显增大，且大角度晶界减少，材料的屈服应力降低。袁士翀[39]等在不同温度下对Ti-1023合金进行了ECAP研究，实验结果表明ECAP过程中随着挤压温度的升高，材料的显微硬度先升高再降低。
1．2．2．6 摩擦系数
摩擦对 ECAP 变形过程、挤压力和试样变形均匀性都有影响。徐淑波[39]等人利用三文数值模拟对圆形挤压件等通道弯角挤压过程进行分析，得到的结果表明：应变积累和变形均匀性受摩擦因子的影响不大，但摩擦因子的增加却可显著提高了挤压力。同样的文献[40]中利用数值模拟研究了摩擦条件对高强铝合金 ECAP作用也得到相近结论，并且随着摩擦因子增大，平均等效应变基本不变，而试样心部应变不均匀程度提高，从而在挤压时影响组织的均匀性和晶粒细化效果。因此，综合考虑应以减少摩擦降低挤压力为主。
1．2．3 ECAP 晶粒细化机制
对ECAP晶粒细化的机制存在争议，研究仅局限于多晶材料，即使有关于单晶试样ECAP剪切特征的研究，但仍难以进一步分析剪切带及亚晶界与滑移系的关系。ECAP变形后可得到具有大角度晶界的细晶材料，形成这种细晶材料的过程有很多解释，最普遍的一种解释是低能位错理论（LEDS）[41]。多晶体塑性变形时，由于各个晶粒取向不同，各晶粒的变形既相互阻碍，又相互促进，导致变形很不均匀，形成分布杂乱的位错缠结，变形量稍大，就形成了胞状结构。而胞内位错密度低，根据能量最低原理，位错会不断向胞壁运动，并且胞壁位错通过重排而转化为亚晶界，来使能量降低，组织稳定。随着变形继续，亚晶界逐渐吸收变形过程中位错转变为大角度晶界，成为独立的晶粒，从而实现组织的超细化。
1．3 镁与镁合金简介
1．3．1 纯镁的物理化学性质
镁的资源十分丰富，是自然界中分布最广的元素之一，在地壳中的储藏量高达2.77%，仅次于O、Si、Al、Fe、Ca，在地壳表层储量居第6位。在工业金属中仅次于Al、Fe而居第三位。同时，占地球表面面积70%的海洋也是一个天然的镁资源库，据估算每立方米海水约含有1.3kg镁[48]。