齿轮零件超塑性成形的20CrMnTi晶粒超细化关键技术

本文主要探讨了"基于相变和形变耦合法的20CrMnTi晶粒超细化"这一主题，针对齿轮零件的超塑性精密成形需求，研究团队着重于细化齿坯材料的晶粒结构。20CrMnTi是一种常用的工程钢，其微观结构的优化对其机械性能有着显著影响。 首先，研究者通过重复的循环加热和冷却过程，对试样的晶粒尺寸进行了有效控制，初始时晶粒大小在30至40微米，经过三次处理后，细化至4至5微米。这种方法利用了相变过程中的晶粒边界迁移和细化机制，提高了材料的均匀性和加工性能。 接着，实验将细化后的试样置于高压扭转装置中，借助2000kN的扭转压力机在100kN的保压状态下，使试样经历半圈的扭转变形。这种形变处理进一步促进了晶粒的超细化，通过塑性流动和位错活动，实现了晶粒内部结构的重新排列和细化。 实验结果显示，经过相变和形变耦合处理，20CrMnTi钢的性能得到了显著提升，晶粒不仅尺寸大幅度减小至1微米，而且呈现出更均匀的等轴状分布。这种等轴晶粒结构对于提高材料的强度、韧性和疲劳寿命具有重要作用，对于精密齿轮等高精度零部件的制造来说，无疑是一个重要的技术突破。 本文的研究成果对于理解和优化金属材料的加工工艺，特别是在超塑性加工领域，提供了重要的理论支持和实践指导。同时，它也为后续在其他工程材料的晶粒调控和性能优化方面提供了新的思路和方法。关键词包括形变处理、相变作用、20CrMnTi钢以及晶粒超细化，这些关键词有助于研究人员快速定位和理解文章的核心内容。