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TC4钛合金晶粒细化及超塑性研究
王敏;郭鸿镇;文章采用形变复合热处理方法对过热组织TC4钛合金进行了组织细化机理及超塑性能研究,结果表明,(α+β)两相区的低温多火次不均匀大变形能增加变形体内的畸变能,提高α和β晶粒的再结晶形核率;提高锻造后的冷却速度能抑制冷却过程中α相在β晶界和晶内的形核和长大,并形成马氏体组织(α′),细针状α′在随后加热锻造时容易破断并形成细小α晶粒;变形后800℃再结晶退火使α相进一步球化,最终形成两相分开度较大的、均匀细小的等轴α+β转变组织,经测定α晶粒直径为2μn5μn。在最佳工艺条件下,细化后TC4的延伸率可达1881.7%。
金属材料热变形中的塑性流动失稳研究进展
姜雪琦;樊晓光;詹梅;李宏伟;王俐;塑性流动失稳是金属材料热变形过程中调控微观组织均匀性、提高构件综合力学性能面临的关键基础性问题。对金属材料热变形过程中流动失稳相关的实验和建模方面目前所取得的研究进展进行了综述和分析,指出塑性流动失稳的主要类型有局部流动、宏观剪切带和微裂纹,并且分别分析了不同类型失稳的形成机理;对变形温度、应变速率、变形量及变形前的微观组织对不同类型流动失稳的影响规律进行了总结;从理论和应用两方面,对现有的流动失稳预测准则和模型进行了总结和比较。此外,针对金属材料热成形,如何实现复杂加载路径下考虑变形前组织非均质性影响的流动失稳预测将成为今后发展的一个重要方向。
7075铝合金高温力学性能及本构方程研究
倪炀;蔡玉俊;董晓传;袁斌先;李国和;在变形温度为440、460和480℃,应变速率为0. 001、0. 01和0. 1 s-1的条件下,依次沿0°、45°和90°的轧制方向,对7075铝合金板材进行热拉伸试验,研究7075铝合金的高温力学性能。结果表明:7075铝合金的力学性能受变形温度、应变速率及轧制方向的影响,7075铝合金的抗拉强度随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增加,且抗拉强度的增长率比较大;抗拉强度在轧制方向为0°时最高,45°时次之,90°时最低。通过对7075铝合金热拉伸获得的试验数据进行参数拟合,建立了在不同轧制方向上的Arrhenius型本构方程。
塑性加工技术前沿综述
王玉分析提出了塑性加工的若干技术前沿 ,包括虚拟塑性加工技术、基于知识的塑性加工技术、精密塑性加工技术、基于新能源、新介质和不同加载方式的塑性加工新技术、模具制造新技术。对各技术前沿的研究现状、存在的问题和发展趋势做了科学的分析论述 ,对塑性加工技术的发展具有一定指导意义
环件轧制三维有限元模拟中质量缩放方法的运用
钱东升,华林,左治江,袁银良阐述了环件轧制三维有限元模拟中运用质量缩放方法的意义及其理论依据,并对显式动力学有限元模拟中各种质量缩放方法进行了分类,给出了环件轧制模拟中质量缩放方法的选取原则。最后基于ABAQUS/EXPLIC-IT操作平台,建立了铅环件的环件轧制三维有限元模型,通过具体模拟及分析比较计算结果对选取原则进行了验证,从而总结出了适合于环件轧制模拟的有效的质量缩放方法。
大块非晶合金超塑性变形的研究现状与发展
郑志镇;李建军;文章对国内外非晶合金超塑性基本性能的研究工作进行了介绍和评述。根据材料成形工艺的要求,提出了非晶合金超塑性成形研究的内容。介绍了非晶合金超塑性拉伸实验和压缩实验的研究进展,分析了温度和成形速率对变形的影响,介绍了粘度的影响因素,对这些研究内容和热点问题进行了评述。展望了非晶合金超塑性研究的发展趋势,提出应加强非晶合金超塑性流动过程的理论研究。
TC4钛合金低温拉伸行为与本构建模
詹奇云;靳刚;韩进;李文硕;林怀鑫;在20、10、0、-10、-20、-30和-40℃温度下开展了TC4钛合金拉伸行为的试验研究，分析了温度变化对材料力学性能的影响规律，构建了Johnson-Cook和Modified Zerilli-Armstrong本构模型，预测了TC4钛合金的动态本构关系，并将TC4钛合金塑性阶段的本构模型代入ABAQUS软件进行拉伸有限元模拟仿真分析。结果表明：TC4钛合金在试验温度区间内具有一定敏感性。随着温度的下降，TC4钛合金的弹性变形能力变化不大，塑性变形能力、抗拉强度和屈服强度逐渐提高，而最大伸长率先增大后减小，0℃时最大，-40℃时最小；塑性阶段-40℃时材料的应力值最大，20℃最小；0℃时材料的断裂应变最大，-40℃最小。还发现Johnson-Cook本构的预测结果与试验值吻合更好；仿真与试验在塑性阶段和断裂阶段具有较好的吻合性，屈服强度、抗拉强度和伸长率的误差在5%以内。
各向异性屈服准则对铝合金板成形预测精度的影响
孙成智,陈关龙,林忠钦,赵亦希基于板料成形过程的数值模拟 ,研究了不同的各向异性屈服准则 (Hill194 8,BarlatYLD89,BarlatYLD91和BarlatYLD96 )对铝合金板成形过程的影响 ,模拟结果和实验结果进行比较 ,结果表明 ,采用屈服准则 (YLD96 )模拟结果和实验吻合较好 ,而Hill屈服准则的模拟结果和实验差别较大 ,故不适宜用于铝合金板的成形模拟。采用不同屈服准则模拟的应变分布有所不同 ,采用YLD89,YLD91和YLD 96屈服准则预测的起皱和断裂的趋势比Hill屈服准则预测的要高。
板料成形极限的理论预测与数值模拟研究
陈劼实,周贤宾本文针对目前板料成形极限的实验、理论计算和数值模拟方法以及成形极限应力图的研究进展 ,进行了综述与分析 ,提出了通过数值模拟方法预测板料成形极限所存在的一些问题。认为找到一种能够尽量减少对外部条件的依赖 ,从而更本质地反映材料性能的方法。
表面强化技术对金属材料疲劳性能影响研究综述
李雪伍;李征奇;董丽虹;刘彬;王海斗;张宇鹏;合金钢作为广泛应用于工业领域的结构材料，其疲劳性能一直是关注的焦点。为提高合金钢疲劳性能，表面强化技术得到深入研究和应用，不同形式的表面强化技术为材料性能提供了多样化的改进途径，以热处理为主的相变强化是通过调控材料组织结构和相变行为来提高疲劳寿命和抗裂纹扩展能力；而以喷丸强化为主的塑变强化，则通过引入塑性变形并改善材料表面质量来增强疲劳性能。通过对热处理和喷丸强化机理进行系统地综述，并以提高材料疲劳性能为切入点，论述了不同形式的单一及复合强化技术对合金钢疲劳性能的影响。最后，对表面强化技术在合金钢强化领域亟待解决的问题及未来发展方向进行展望，为提高材料疲劳性能提供参考。