用真应力-真应变曲线建立铝合金动态再结晶模型的方法

摘要

本发明公布了一种用真应力-真应变曲线建立铝合金动态再结晶模型的方法。属于材料微观组织分析领域。采用高温拉伸试验得到的真应力-真应变曲线求出材料的硬化率，通过分析硬化率的变化确定不同条件下的峰值应变、峰值应力和稳态应力，再根据经验公式建立峰值应变、临界应变数学模型和动态再结晶体积分数。本发明克服了用金相方法研究材料的再结晶行为的滞后、费时、不全面和不精确的缺点，结合有限元软件后可以定量分析铝合金的动态再结晶体积分数变化情况。

主权项

一种用真应力‑真应变曲线建立铝合金动态再结晶模型的方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：a、在微机控制电子万能热拉伸试验机RG2000‑20上进行高温拉伸试验：应变速率范围选择为6.56×10^‑5～6.56×10^‑3S^‑1；试验温度定为623K、673K、723K、773K、793K、808K；b、用高温拉伸试验得到的真应力‑真应变曲线求解硬化率：当应变速率与变形温度一定时，应力随应变的变化率称为硬化率，即θ＝dσ/dε；c、通过不同变形条件下θ‑ε和θ‑σ曲线求出不同变形条件下的峰值应变ε_p、峰值应力σ_p和稳态应力σ_ss；d、用c中求得的峰值应变、峰值应力建立峰值应变及临界应变数学模型，可求出数学模型中各系数值；临界应变数学模型：ε_c＝0.8ε_p；峰值应变数学模型：${ϵ}_p=a_1{d_0}^{n_1}{\stackrel{·}{ϵ}}^{m_1}\exp (Q_1/\mathrm{RT});$其中a₁、n₁、m₁为材料常数，d₀为原始晶粒大小，为应变速率，单位为S^‑1，Q₁为再结晶激活能，单位为J/mol，R为气体常数，T为试验温度；e、用c中峰值应力和稳态应力确定动态再结晶体积分数：动态再结晶体积分数表示为X_drex＝(σ_p‑σ)/(σ_p‑σ_ss)；根据Avrami方程，动态再结晶体积分数还可以表示为：X_drex(ε≤ε_c)＝0；$X_{\mathrm{drex}}(ϵ>{ϵ}_c)=1-\exp [-{\beta }_d{((ϵ-{ϵ}_c)/\stackrel{·}{ϵ})}^{k_d}];$将上式进行转换，得式ln[‑ln(1‑X_drex)]＝lnβ_d+k_dlnt，其中画出不同变形条件下的ln[‑ln(1‑X_drex)]和lnt的线性关系，从曲线的斜率和截距得常数β_d和k_d，从而确定数学模型中各系数。