加载方式对Cu棒晶粒细化的影响

吕枫，詹金文，马秋晨，李昱龙，林昌棠，邓将华

(福州大学 机械工程及自动化学院，福建 福州 350108)

0 引言

随着科学技术的发展，对材料综合性能的要求不断提高。细化晶粒是控制金属材料组织的最重要和最基本的方法，是提高材料强度和力学性能的途径之一[1-4]。如超细晶(0.1～10μm)金属材料，由于具有良好的物理和力学性能而获得广泛的关注[5-6]。

细化晶粒方法按细化手段可分为物理和化学两大类。物理方法主要包括形变处理细化法、物理场细化、快速冷却法、机械物理细化法；化学方法可分为添加细化剂和添加变质剂方法。在磁脉冲载荷作用下，材料能够产生大变形[7-9]。在大变形下，材料的晶粒能被破碎、急剧拉长，是一种晶粒细化的新方法，属于晶粒细化的物理方法。磁脉冲成形是一种高能率成形技术，其加载速率高，能量可精确调控[10-13]。相对于准静态加载而言，其高应变速率能提高材料的成形极限，并且在高应变速率下，材料从微观组织到宏观性能都表现出不同于准静态加载的变形规律[7]。为了研究加载方式对材料晶粒细化的影响，本文采取试验方法，从宏观和微观角度研究准静态和磁脉冲加载对Cu棒镦粗变形规律和晶粒细化的影响，探讨晶粒细化的机理和途径，为拓宽磁脉冲成形技术的应用奠定基础。

1 试验条件

为研究晶粒细化效果，试验采取镦粗方式，试验材料为T2级铜棒，直径为φ4mm，高为6mm，其质量分数如表1所示。

表1 Cu棒质量分数 wt%

准静态加载采用CMT5305型电子万能试验机，最大压力为300kN，下压速度为1mm/min。……