分享到:

金属细晶超塑本构方程及应用

根据金属学超塑性变形机理研究结果,应用细观力学的研究方法,本文建立了多晶体金属细晶超塑性的本构方程。在所建立的本构关系中选择材料的晶粒度、孔洞体积分数等超塑性变形特别敏感的材料微观结构参数作为热力学内部状态变量,使得所建立的本构关系包括了超塑性大变形过程中可能发生的晶粒长大,动态再结晶和微孔洞损伤的发展(长大和闭合)过程。其中晶粒度的演化方程是根据动态再结晶和晶粒长大两个物理过程的微观机理建立起相应的细观模型,给出自由能表达式后确定的。在研究孔洞长大和闭合的问题时,给出了包括孔洞形状参数的等效应力与静水压力的粘性约束方程以及相应的本构关系。本文还给出了颗粒强化复合材料的超塑性本构关系,并用它讨论了强化颗粒体积分数对材料超塑性能的影响。使用本文所建立的本构关系对金属超塑性实验中一些重要现象和典型的超塑成形过程进行了分析和计算,例如,晶粒度应变速率对超塑性能影响,晶粒长大过程及影响因素,动态再结晶过程以及由此引起的晶粒细化和应力软化  (本文共198页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
吉林大学

金属塑性与超塑性拉伸失稳及其力学解析

本论文主要讨论和研究了理想试样的超塑性变形的稳定性。文中建立了描述拉伸变形过程的模型,定义和讨论了变形过程的四个失稳状态,指出Considère、Hart、Ghosh和Jonas所提出的稳定性准则描述的是应变速率敏感性材料在不同变形路径下的失稳发生。γ= 1描述的是恒应变速率拉伸变形中的失稳,γ= 1 + m描述的是恒速率拉伸变形中的失稳,而γ= 1 ? m描述的是定载荷拉伸变形过程中的失稳。由于在定载荷拉伸变形过程中,载荷是恒定的,因此载荷不能做为判断失稳的参考量,故Hart将试样截面积的变化做为判断失稳的参考量。结合数学模型给出了应变速率波动模型,利用数学模型解出了全面反映力学参量与材料参数之间关系的超塑性流动方程。对理想试样的四个失稳状态的失稳应变进行了预测,借助于数值计算的技巧给出了非理想试样断裂应变的预测公式。  (本文共118页) 本文目录 | 阅读全文>>

东北大学
东北大学

铝锂合金电致高速超塑性

基于目前超塑性研究所面临的三大技术难题之一:合金呈现超塑性的变形速度低的现象,本文首次将电致塑性和电致迁移理论应用于超塑变形,寻求提高合金超塑变形速度的新途经,本文工艺研究表明,在J=2.0×10~2A/mm~2,f=11Hz,T=773K的条件下,与常规超塑变形的最佳拉伸结果相比较,超塑冷轧态的2091铝锂合金的变形速度提高了40倍。本文的工艺研究还表明,脉冲电流对完全再结晶态和部分再结晶态以及常规冷轧板材的2091铝锂合金的超塑性能都有不同程度的提高。基于上述实验结果,本文首次提出了电致高速超塑性和电致超塑性的概念。在研究脉冲电流对再结晶的影响过程中,第一次用透射电镜观察了脉冲电流对再结晶中的位错组态的影响。用金相显微镜和线截距法观察和测量了完全再结晶后及超塑变形中的晶粒尺寸。实验结果表明,脉冲电流加速位错回复过程,减小完全再结晶及超塑变形中的晶粒尺寸。对再结晶动力学的理论研究表明,脉冲电流提高再结晶形核率,降低再结晶核心的...  (本文共121页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

轻合金超塑性变形机理与成形工艺研究

汽车产业在世界各地蓬勃发展的同时,也带来环境污染和能源短缺两大严重的社会问题。这促使汽车产业将持续发展的核心放在能源和环保上,而采用轻质合金材料以减轻汽车重量是实现这一目标的重要保证,因而,轻合金已成为当前汽车工业开发研究的热点。但轻合金材料一般难以加工成形,阻碍了其实用化,在超塑性状态下成形是目前解决轻合金成形最为有效的方法之一。为此,本文开展了轻合金的超塑性机理与成形工艺研究工作。首先,采用高温单拉以及胀形实验方法相结合的方法,对不同变形温度及应变率条件下的板料超塑性变形机理、成形失效模式与成形极限进行研究,发现轻合金材料在超塑性状态下的失效主要是空洞所引起的;然后深入、系统地研究了超塑性成形过程空洞演化行为的特性,提出了一种应变状态相关的空洞演化模型,与Gurson损伤模型相结合,应用于超塑性成形空洞行为预测;基于传统超塑性成形过程加工周期长与易产生空洞等缺点,将冲压预成形与传统超塑性成形相结合,提出并开发了一种新型成形工...  (本文共129页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
吉林大学

超塑性拉伸变形定量力学解析

本文是导师宋玉泉教授对超塑性变形力学解析理论和成形规律三十多年研究的一个组成部分。根据他的研究思路,本文在试验的基础上对超塑性拉伸变形进行定量力学解析:首先是材料参数的理论研究和实验测量,然后在此基础上建立了唯象的变参数本构方程,针对具体的拉伸试验数据,又建立了针对实际的变参数本构方程。最后对材料参数和温度因素对超塑性拉伸失稳的影响进行理论分析,导出失稳的普适判据和具体变形路径下的失稳判据。理论分析均基于连续介质力学的基本理论,试验数据详实可靠,理论和试验方面均有创新和突破,形成了有机的系统的整体。本文的研究为超塑性变形的宏观力学规律和微观物理机理相互衔接提供理论基础,这对深入揭示超塑性的本质有重要意义,同时也是研发新的超塑性材料和简化超塑性预处理的重要依据。另外,本文的研究也可为实际生产实践提供理论指导。  (本文共191页) 本文目录 | 阅读全文>>

《南京理工大学学报(自然科学版)》2002年04期
南京理工大学学报(自然科学版)

亚共析20CrMnTiA钢的超塑性研究

近年来超塑成形技术在民用工业上得到了飞速发展。目前对金属超塑性的研究愈来愈多 ,但不论国内还是国外 ,对亚共析钢超塑性行为的研究却不多。而亚共析钢在工业生产中应用相当广泛 ,在加工制造过程中若能利用其超塑性能进行成形加工 ,无疑具有非常意义。因此本文选用生产实际中常用的 2 0CrMnTiA钢超塑性行为的研究具有一定的实用价值。1 试验条件1.1 试验材料经反复试验后发现经过 830℃× 2 0min +2 0 0℃× 12 0min +810℃× 17min二次循环淬火后的 2 0CrMnTiA钢与正火态原始组织相比 (图 1) ,循环淬火后得到了细弥的铁素体与细板条马氏体组织如图 2所示 ,晶粒尺寸 (GB 6 394 - 86 )达到 4 .5 μm。本文的试验材料就是选择了二次循环淬火后的 2 0CrMnTiA钢。1.2 拉伸试样及试验设备根据第 2次全国超塑性会议规定的试样标准 ,将棒料车制成超塑性拉伸试样。拉伸实验机...  (本文共4页) 阅读全文>>