基于动态再结晶−黏塑性自洽模型的A356铝合金高温变形行为

以A356铝合金为研究对象,构建动态再结晶(DRX)模型耦合黏塑性自洽(VPSC)模型,研究其在500℃热压缩下的流变应力、织构演变和变形机制。结果表明:构建的模型能较为准确地仿真A356铝合金高温热压缩变形过程中的流变应力和织构演变;高温热压缩时A356铝合金发生了动态再结晶,对材料起到明显的软化作用,同时弱化了(011)[100]织构组分,但强化了(2ˉ10)[132]织构组分;共晶Si发生的破碎细化消耗了塑性变形功,使晶粒转动角度变小;大部分晶粒形成Goss织构过程中以(111)[011]滑移和(111)[011]滑移为主,形成Brass织构过程中以(111)[101]滑移和(111)[101]滑移为主。

中温高速冲击下预孪晶AZ31镁合金的变形机理及力学行为

本文以预孪晶AZ31镁合金为研究对象,结合黏塑性自洽(VPSC)模型仿真,研究中温高速冲击下预孪晶镁合金的变形机理和力学行为,拓展了VPSC模型的应用领域,为研究镁合金动态载荷下的变形机理和力学行为提供了新的手段。结果表明:中温高速冲击过程中,基面滑移和二阶锥面滑移是协调变形的主要机制,孪生也起到了重要的作用;大量孪晶的出现引起流变应力在变形初期发生波动;压缩孪晶的出现引起织构最大极密度位置向半径方向(Radial direction,RD)偏转,二次孪晶的产生有利于形成双峰织构。

AZ31镁合金高应变速率轧制宏微观仿真

本工作通过构建宏观有限元模型和微观动态再结晶模型,对AZ31镁合金在300~400℃、平均应变速率为10~29 s^(-1)的条件下进行高应变速率轧制宏微观模拟。对比实验结果的结论如下:随着平均应变速率的增加,模拟的轧板宽度方向等效应力差值和宏观边裂长度都减小,等效应力差值越大,边裂长度越长,宏观模拟结果与实验一致;采用微观动态再结晶模型、宏观有限元历史加载耦合元胞自动机(CA),模拟AZ31镁合金高应变速率轧制中的动态再结晶过程,微观模拟结果与实验吻合;随着平均应变速率的增加,再结晶越完全,使得应力集中被释放,边裂长度减小。通过建立AZ31镁合金高应变速率轧制多尺度宏微观仿真模型,能够精确模拟仿真高应变速率轧制过程,对镁合金高应变速率轧制的精确控制提供了新的思路。

高速冲击载荷下预变形AZ31镁合金的流变行为及本构模型

为了研究高速冲击载荷下预变形AZ31镁合金的高温流变行为和组织演变过程以及构建能够准确预测高温流变行为的本构模型,采用霍普金森压杆技术,对预变形AZ31镁合金进行应变速率分别为2150 s^(−1)、3430 s^(−1)、4160 s^(−1),变形温度分别为150℃、200℃、250℃、300℃、350℃的高温冲击试验。结果表明:在相同应变速率下某些温度区间内,由于孪晶强化、细晶强化和升温软化三者共同作用,流变应力出现随温度升高下降幅度不明显的现象;随着变形温度的升高,其组织呈现交叉孪晶、变形剪切带、转变剪切带、完全再结晶的转变;引入孪晶强化项修正Johnson-Cook本构模型,修正后的Johnson-Cook本构模型可以准确地预测出孪晶对流变行为的影响,同时通过计算得到相关系数(R)为0.9744,平均相对误差(E)为4.51%,表明所修正的模型能够较好地描述预变形AZ31镁合金的高温流变行为。