基于修正Johnson-Cook模型的HNi56-3镍黄铜合金高温流变行为研究

发布时间：2021-12-11 23:19

　　以HNi56-3镍黄铜合金为研究对象,分别在变形温度范围为600～800℃、应变速率范围为0.01～10 s^-1的变形条件下,在Gleeble-3500热模拟实验机上进行等温热压缩实验,研究HNi56-3镍黄铜合金的高温流变行为。实验结果表明:HNi56-3镍黄铜合金的流变应力与变形温度、应变速率和应变呈非线性关系,流变应力随着应变速率和应变的增大而升高、随着变形温度的升高而降低。为了描述HNi56-3镍黄铜合金的流变行为,使用Lin Y C修正的Johnson-Cook模型（Lin-JC）和本文修正的JC模型（MLin-JC）分别建立本构模型。对比两种模型,结果显示:基于Lin-JC模型的预测数据的平均相对误差绝对值AARE为11.8644%,相关系数R为0.9803,均方根误差RMSE为4.6177 MPa;本文构建的MLin-JC模型的预测数据的AARE为4.0325%,R为0.9936,RMSE为1.9017 MPa,因此,本文建立的本构模型与实验结果更吻合,能更准确地描述HNi56-3镍黄铜合金的高温流变行为。 

【文章来源】：锻压技术. 2020,45(11)北大核心CSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

挤压态的HNi56-3镍黄铜合金

HNi56-3镍黄铜合金在不同变形条件下的流变应力-应变曲线如图2所示，其中，ε·为应变速率。由图2可以看出:HNi56-3镍黄铜合金的高温流变行为受变形温度和应变速率的影响是显著的，并且流变应力与变形温度、应变速率、应变量呈非线性关系。在单一的变形条件下，在变形的初始阶段，加工硬化占主导作用，使流变应力随变形量的增加而迅速增大;而随着应变量增加，包括动态回复和动态再结晶在内的动态软化作用增强，流变应力增至最大值后趋于平稳，此时软化和硬化机制趋于动态平衡。在不同的变形条件下，同一应变量时，当提高变形温度或降低应变速率时，流变应力将逐渐下降。这是因为:变形温度上升促进了动态再结晶晶粒的形核，为形核提供了更大的驱动力，有利于动态再结晶的进行;而应变速率降低使位错交滑移的进行更充分，同样促进了动态再结晶的进行。2.2 构建本构模型

本文采用Lin Y C修正的JC模型(Lin-JC)来预测HNi56-3镍黄铜合金在高温下的流变应力。选择变形温度为600℃和应变速率为0.01 s-1作为参考值，计算模型中的各项材料常数，此时，式(2)可转化为式(3)，将参考变形温度和参考应变速率下的应力、应变数据进行二次多项式拟合，如图3所示，根据拟合曲线的各项系数可确定A1、B1和B2的取值。在参考变形温度为600℃时，式(2)可转化为式(4)。

【参考文献】：
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本文编号：3535580