3104铝合金高温塑性变形本构关系研究
"黄光杰!男"3)4(年生"博士"副教授"主要从事铝合金#镁合金微观组织及加工工艺的研究"!"#!$%&’4*3%[&$3",’-./#!6N E >f !34&567-
[X V Y 铝合金高温塑性变形本构关系研究
黄光杰3!朱清洋3!黄本多%
!3"重庆大学材料科学与工程学院"重庆($$$(*#%"成都电子机械高等专科学校"成都43$$&3
$""摘要""在^
#""R "’3*$$热模拟机上!采用高温等温压缩试验研究了&3$(铝合金在高温压缩变形中的塑性变形本构关系"结果表明!应变速率和变形温度的变化强烈影响合金流变应力的大小!流变应力随变形温度升高而降
低!随应变速率提高而增大#可用含W "="H ’‘7##7-7=参数的本构方程(S $3%4
&g #=’$W %A &3%=T ($W %A &%%=T 3)3%%
*来描述&3$(铝合金高温压缩变形时的流变应力行为!解得AS %$%+*(*)*53F U 3+=S &5($(4+4
S $5$&++4Z 9.U 3
"关键词""&3$(铝合金"塑性变形"本构关系
G -7-&+%1()F ()7’$’.’$@-G -#&’$()71$"(*[X V Y!#.B $).B !##(4A .+$)=6
#&7’$%A -*(+B &’$()$)I $=1>-B "
-+&’.+-‘;A Q ^^O .=>f /"3"W ‘;_/=>I .=>3"
‘;A Q ^8"=C O 7%
!3"D 7##">"72Z .G "H /.#FK 6/"=6".=C,=>/=""H /=>"D E 7=>N /=>;=/J "H F /G I "D E 7=>N /=>(
$$$(*#%"D E "=>C O,#"6G H 7-"6E .=/6.#D 7##">""D E "=>
C O43$$&3$!87’+&%’""!E "67=F G /G O G /J "H "#.G /7=F E /M 72&3$(.#O -/=O -.##7I C O H /=>67-M H "F F /7=C "27H -.G /7=/=E />
E G "-’M "H .G O H "/
F F
G O C /"CR I /F 7G E "
H -.#67-M
H "F F /7=G "F G .G^#""R #"’3*$$G E "H -.#’-"6E .=/6.#F /-O #.G 7H 5!E "H "F O #G F F E 71G E .G G E "2#71F G H "F F /F 67=G H 7##"CR I R 7G E F G H ./=H .G ".=CC "27H -/=>G "-M "H .G O H ""G E "2#71F G H "F F C "6H ".F "F1/G E G E "/=6H ".F "72C "27H -/=>G "-M "H .G O H ""1E /#"/6H ".F "F1/G EG E "/=6H ".F "72F G H ./=H .G "5!E "2#71F G H "F F72&3$(.##7I C O H /=>E />
E G "-M "H .G O H "C "27H -.G /7=6.=R "H "M H "
F "=
G "CR I .67=F G /G O G /J ""N
O .G /7=!(S !3%4$g #=&!W %A $3%=T ’!W %A $%%=T3(3%%
)$G E .G /=6#O C "F W "="H ’‘7##7-7=M .H .-"G "H 5!E "6.#6O #.G "C H "F O #G F.H "*A S %$%+*(*)*53F U 3
"=S &5($(4"4S $i $&++4Z 9.U 3
5
9-4/(+37""&3$(.#O -/=O -.##7I "M #.F G /6C "27H -.G /7="67=F G /G O G /J "H "#.G /7=F E /M "
!"前言
&3$(‘3)铝合金属于A #’Z >’Z =系热处理不可强化合金"通过加工过程得到强化"具有很好的加工性能+焊接性能和抗腐蚀性能"是易拉罐罐体的主要材料,流变应力是表征金属与合金塑性成形性能的一个最基本量"它受变形温度+变形量+应变速率和合金化学成分的影响,金属在塑性加工时流变应力大小不但是衡量材料塑性加工能力的重要标志"也是设备选择的依据以及模具与有关装置设计的基本前提,本文在^#""R #"’3*$$热模拟机上"采用高温压缩试验对&3$(铝合金流变应力进行了系统的研究"分析了其高温变形时流变应力的变化规律"求解了其本构方程"为改善热加工工艺+进一步提高产品质量提供了理论和实践依据,
""实验条件及方法
实验采用&3$(铝合金铸锭"其化学成分!质量分数$为*Z =35$&\+Z >35%*\+b "$i (&\+K /$5%&\+D O $i %3\+Q /($i $*\+W =($i %$\+!/($i 3$\"余量为A #,热模拟压缩实验前已对铸锭进行过均匀化处理,压缩试样为)3$--g 3%--
的圆柱体,在^#""R #"’3*$$热模拟机上进行压缩实验,压缩过程中"在圆柱试样两端涂抹[*\石墨T %$\机油T *\硝酸三甲苯脂"并在设备液压轴端部贴金属钽片"以减小摩擦对应力状态的影响,试样压缩温度分别为&$$Y +&*$Y +($$Y +(*$Y +
*$$Y #应变速率分别为$i $$3F U 3+$i $3F U 3+$i 3F U 3+35$F
U 3
#相应于应变速率的数据取样频率分别为%‘a +%$‘a +%$$‘a +%$$$‘a #总压缩量为$i 4#通电后利用金属试样自身电阻进行加热"加热速度为3Y %F "压缩变形前试样均保温3$F
,#"实验结果
&3$(铝合金高温压缩变形的真应力’真应变曲线如图3!.$"!
C $所示,合金在一定的变形温度和应变速率条件下"真应力随着真应变的增大"刚开始快速升高"随后增大的速率降低"当真应变超过一定值时"
真应力(基本上不再随真应变/的增加而增大"即合金出现稳态流变特征,这是因为随着塑性变形迅速增长"试样截面积也随之增大"增大的面积能承受更大的负
荷’
3(,实验测得的不同条件的峰值应力见表3,
-$4(-材料导报""""%
$$4年33月第%$卷专辑’万方数据