复合镦挤法制备超细晶1060铝合金的有限元模拟
发布时间：2021-09-04 18:25
采用一种新的复合镦挤法（Cyclic equal channel compression,CECC）制备了超细晶1060铝合金,即等通道转角挤压（Equal channel angular pressing,ECAP）与多向压缩（Multi-axial compression,MAC）的组合工艺,并通过电子背散射衍射技术（EBSD）分析了复合镦挤后试样的微观组织。为了验证实验的可行性,利用DEFORM 3D软件对试样复合镦挤过程中的损伤值、最大主应力、等效应力、等效应变的变化过程进行了模拟。结果表明:模拟结果显示各项参数变化均在正常范围内;复合镦挤之后,试样的晶粒组织均匀细小且接近于等轴状,得到了优异的超细晶组织。
【文章来源】：材料热处理学报. 2020,41(05)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
复合镦挤之后样品位置划分说明
由于DEFORM 3D 软件不能直接建模,所以需要现在UG软件(版本为UG NX8.5)中建好等通道转角挤压和多向压缩的模具模型,如图2所示,然后将模型导入到DEFORM 3D 软件中。1.2 模拟的本构方程和边界条件
损伤值是反应材料断裂倾向的物理量,Cockroft等[13]认为材料在塑性变形过程中应变量的累积存在一个极限Cmax,当变形达到这个极限时材料的组织会发生破坏,Cmax即为材料的临界损伤值。当材料经过大塑性变形后的损伤值达到临界损伤值时,再进行大塑性变形材料会产生断裂倾向[14],从而缩短材料的使用寿命。图3所示为复合镦挤各道次之后试样的损伤值变化情况,由图3可以看出,随着挤压道次的增加,样品的损伤值增大,所以样品受损伤程度增大,1道次ECAP之后,如图3(a)所示,试样局部受到很小的损伤,主要分布在前端偏上位置;挤压2道次之后,试样前端和中间位置有较小的损伤,如图3(b)所示;在第3～4道次ECAP之后,试样受到的损伤程度增大,末端也受到损伤,且局部有较大损伤,如图3(c)、3(d)所示;经过第5～6道次MAC之后,试样损伤值进一步增大,且分布不均匀,且试样下端受到损伤较严重,如图3(e)、3(f)。在第6道次挤压完成之后,试样整体损伤程度在正常范围内,未出现断裂倾向。图4所示为经过复合镦挤之后试样的最大损伤值与最小损伤值,经过各道次挤压之后试样的最小损伤值接近于0,经过第二道次ECAP之后,试样的最大损伤值达到7.02,因此在复合镦挤过程中试样各处受到的损伤程度不同,在局部小范围内试样受损伤程度较严重,整体来看,随着挤压道次的增加,试样的最大损伤值增大,在最后一道次MAC之后,试样的最大损伤值为3.26,效果较好。
【参考文献】：
期刊论文
[1]工艺参数对2017铝合金ECAP变形影响的数值模拟研究[J]. 张忠明,姚祎,任倩玉,瑚佩,徐春杰. 铸造技术. 2017(12)
[2]铝合金与镁合金的晶粒细化技术与发展[J]. 丁彦红,徐瑞. 铸造技术. 2017(01)
[3]IN690高温合金管材挤压变形动态再结晶模拟[J]. 王忠堂,户金科,袁建波. 材料热处理学报. 2015(S2)
[4]汽车用铝合金开发近况(英文)[J]. Jürgen HIRSCH. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(07)
[5]7050铝合金等通道转角挤压的有限元模拟及力学性能[J]. 徐尊平,程南璞,陈志谦. 材料工程. 2008(08)
[6]Ti-6Al-4V钛合金等通道转角挤压的有限元模拟[J]. 方晓强,李淼泉,林莺莺. 材料工程. 2007(05)
[7]铝合金晶粒细化方法的研究现状及最新动向[J]. 孙海斌,左秀荣,仲志国,崔海超. 热加工工艺. 2005(12)
硕士论文
[1]钛合金多向锻造数值模拟及实验研究[D]. 龚龙清.合肥工业大学 2017
[2]ECAP工艺对6061铝合金性能的影响[D]. 陈文杰.南京航空航天大学 2011
本文编号：3383781
【文章来源】：材料热处理学报. 2020,41(05)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
复合镦挤之后样品位置划分说明
由于DEFORM 3D 软件不能直接建模,所以需要现在UG软件(版本为UG NX8.5)中建好等通道转角挤压和多向压缩的模具模型,如图2所示,然后将模型导入到DEFORM 3D 软件中。1.2 模拟的本构方程和边界条件
损伤值是反应材料断裂倾向的物理量,Cockroft等[13]认为材料在塑性变形过程中应变量的累积存在一个极限Cmax,当变形达到这个极限时材料的组织会发生破坏,Cmax即为材料的临界损伤值。当材料经过大塑性变形后的损伤值达到临界损伤值时,再进行大塑性变形材料会产生断裂倾向[14],从而缩短材料的使用寿命。图3所示为复合镦挤各道次之后试样的损伤值变化情况,由图3可以看出,随着挤压道次的增加,样品的损伤值增大,所以样品受损伤程度增大,1道次ECAP之后,如图3(a)所示,试样局部受到很小的损伤,主要分布在前端偏上位置;挤压2道次之后,试样前端和中间位置有较小的损伤,如图3(b)所示;在第3～4道次ECAP之后,试样受到的损伤程度增大,末端也受到损伤,且局部有较大损伤,如图3(c)、3(d)所示;经过第5～6道次MAC之后,试样损伤值进一步增大,且分布不均匀,且试样下端受到损伤较严重,如图3(e)、3(f)。在第6道次挤压完成之后,试样整体损伤程度在正常范围内,未出现断裂倾向。图4所示为经过复合镦挤之后试样的最大损伤值与最小损伤值,经过各道次挤压之后试样的最小损伤值接近于0,经过第二道次ECAP之后,试样的最大损伤值达到7.02,因此在复合镦挤过程中试样各处受到的损伤程度不同,在局部小范围内试样受损伤程度较严重,整体来看,随着挤压道次的增加,试样的最大损伤值增大,在最后一道次MAC之后,试样的最大损伤值为3.26,效果较好。
【参考文献】：
期刊论文
[1]工艺参数对2017铝合金ECAP变形影响的数值模拟研究[J]. 张忠明,姚祎,任倩玉,瑚佩,徐春杰. 铸造技术. 2017(12)
[2]铝合金与镁合金的晶粒细化技术与发展[J]. 丁彦红,徐瑞. 铸造技术. 2017(01)
[3]IN690高温合金管材挤压变形动态再结晶模拟[J]. 王忠堂,户金科,袁建波. 材料热处理学报. 2015(S2)
[4]汽车用铝合金开发近况(英文)[J]. Jürgen HIRSCH. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(07)
[5]7050铝合金等通道转角挤压的有限元模拟及力学性能[J]. 徐尊平,程南璞,陈志谦. 材料工程. 2008(08)
[6]Ti-6Al-4V钛合金等通道转角挤压的有限元模拟[J]. 方晓强,李淼泉,林莺莺. 材料工程. 2007(05)
[7]铝合金晶粒细化方法的研究现状及最新动向[J]. 孙海斌,左秀荣,仲志国,崔海超. 热加工工艺. 2005(12)
硕士论文
[1]钛合金多向锻造数值模拟及实验研究[D]. 龚龙清.合肥工业大学 2017
[2]ECAP工艺对6061铝合金性能的影响[D]. 陈文杰.南京航空航天大学 2011
本文编号：3383781
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