机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (13): 399-409.doi: 10.3901/JME.260703
钟佩璇, 熊志聪, 唐自强, 郝兴盛, 李松青, 邓文君
ZHONG Peixuan, XIONG Zhicong, TANG Ziqiang, HAO Xingsheng, LI Songqing, DENG Wenjun
摘要: 近年来,超细晶梯度结构因其具有优异的强度-塑性平衡而得到广泛关注。塑性流动加工作为一种特殊的大塑性变形工艺,在无繁琐设备的室温下可一步制备超细晶单边梯度板材。然而,针对双边梯度金属板材的制备工艺及其性能优化的研究尚显匮乏,现有方法面临原理复杂、高耗低效等挑战。为实现双边梯度板材的高效制备以及强度与延性的协同优化,提出基于阵列锯齿诱导多重剪切的塑性流动加工新工艺。结合试验与有限元分析,对不同锯齿角度下制备的双边梯度结构铝合金板材展开研究,详细分析其成形机理、微观结构和力学性能。结果表明,该工艺制备的板材在等效应变、晶粒尺寸和显微硬度上均呈现显著的双边梯度。这归因于阵列锯齿诱导的多重剪切和刀具挤压摩擦引发的剧烈变形,分别导致板材两侧形成高应变区。通过调整锯齿角度可有效改变板材内部的应变分布,进而控制细晶层的比例。该工艺为双边梯度结构板材的高效制备开辟了可行路径,并为多重剪切机制在材料微观结构调控中的应用提供实践参考。
中图分类号: