場(chǎng)作用下材料高溫變形行為及數(shù)值分析.pdf

1、對(duì)電場(chǎng)在金屬塑性變形中的影響的研究起源于1963年發(fā)現(xiàn)的電致塑性效應(yīng)。Troitskii等發(fā)現(xiàn)高密度脈沖電流通過正進(jìn)行塑性變形的金屬時(shí)，能提高變形金屬的塑性和韌性，降低變形抗力；外加電場(chǎng)被認(rèn)為能夠提高金屬的塑性。上述現(xiàn)象產(chǎn)生的根本原因是電流或電場(chǎng)對(duì)物質(zhì)遷移率的影響，包括空位、位錯(cuò)、問隙原子等。針對(duì)目前電場(chǎng)研究中的問題，本文以純鋁和鈦合金(TC4)為研究對(duì)象，著重研究了在不同電場(chǎng)強(qiáng)度作用下材料力學(xué)性能的變化規(guī)律，并探索影響的微觀機(jī)理。

2、 本文研究了純鋁中的電致塑性，包括對(duì)力學(xué)性能和斷裂的影響等；其次利用位錯(cuò)蝕坑法探索了電場(chǎng)對(duì)純鋁高溫變形中位錯(cuò)的影響。在試驗(yàn)過程中，施加不同的電場(chǎng)測(cè)得試樣的流變應(yīng)力隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的增加而減小。通過組織分析表明，電場(chǎng)促進(jìn)了物質(zhì)遷移率，使得位錯(cuò)遷移速度加快，抑制了空洞的形成和長(zhǎng)大。 鈦合金在電場(chǎng)的作用下表現(xiàn)出反常的電塑性效應(yīng)，即電場(chǎng)的施加增大了變形抗力，降低了塑性性能。通過組織分析表明正電場(chǎng)的加入使得同溫度下變形時(shí)β相減少，晶界上β

3、相的減少使得等軸狀的α相變形困難；而且超塑性變形過程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶在正電場(chǎng)作用下受到抑制，使得變形過程中晶粒不能及時(shí)等軸化，故導(dǎo)致超塑性變形時(shí)晶粒不能協(xié)調(diào)，提高了流變應(yīng)力，降低了塑性。 采用ABAQUS軟件對(duì)超塑性氣脹成型過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。對(duì)有無電場(chǎng)作用下的成型進(jìn)行的對(duì)比發(fā)現(xiàn)：在強(qiáng)電場(chǎng)作用下成形后的零件厚度更加均勻，這是因?yàn)殡妶?chǎng)的加入增大了材料的應(yīng)變速率敏感指數(shù)，并且使得頂角處的最大等效應(yīng)變減小，降低了破裂的傾向，為實(shí)踐工作起