基于应变补偿的Al-Zn-Mg合金热变形行为及全应变本构模型

利用Gleeble-3500热模拟试验机对Al-Zn-Mg合金进行单道次热压缩试验,获得其在变形温度350~500℃、应变速率0.01~10 s^-1下的应力-应变曲线。对热变形曲线进行摩擦修正,并基于Arrhenius方程建立全应变本构模型,以预测热变形力学行为。结果表明,变形温度及应变速率对热变形力学行为有重要影响,流变应力随变形温度的降低及应变速率的升高而显著升高。位错运动主导的动态回复软化及材料内部晶粒动态再结晶主导的再结晶软化的启动,是抵消加工硬化的主要机制。所建立的全应变本构模型的流变应力预测值与试验值吻合较好,平均相对误差为3.75%,相关系数为0.99。

铝合金大型锻件淬火过程的有限元模拟

采用Deform V11有限元软件,计算了T形7N01铝合金锻件的表面综合换热系数,仿真模拟了锻件淬火过程中的温度场、应力场与形变位移变化规律,分析了温度与热应力对锻件淬火形变的影响与作用机制。结果表明,淬火初期因温度梯度(最大温差达225℃)与热应力巨大差异,锻件肋板一侧在淬火时间为10 s时产生了最大程度的弹性与塑性变形,远大于无肋一侧,弯曲曲率增大;淬火中期锻件主要发生弹性形变,厚度大的肋板一侧收缩变形加剧,曲率变小,50 s时锻件基本不再变形;淬火后期阶段热应力趋于零,锻件冷却产生微量弹性形变,淬火结束后,锻件整体产生趋向肋板一侧的塑性弯曲变形,曲率半径大于加热前。