不同温度及应变速率条件下AZ80镁合金临界损伤因子研究.pdfVIP

助 材 料 2010年第5期(41)卷 不同温度及应变速率条件下AZ80镁合金临界损伤 因子研究 权 国政 ，佟 莹 ，周 杰 (1．重庆大学 材料科学与工程学院，重庆 400044；2．重庆电子工程职业学院 机电工程系，重庆 401331) 摘 要 ： 以变形条件对 AZ80镁合金材料临界损伤 因子 。 因子 的影响为主要研 究 目标 ，确 立 了物理试验 与数值 提出一种损伤敏感率的概念 ，及实验与数值模拟 模拟仿真相互佐证寻求临界损伤 因子的基本思路。完 仿真相互佐证的途径 ，对损伤敏感率 曲线进行局部 的 成不同温度和应变速率条件下多组试样 的热物理模拟 线性回归拟合，从而确定了损伤敏感率为 0即裂纹产 压缩试验，利 用采集到的真应力一真应 变数据作为一数 生的时刻，并最终将该时刻的最大损伤因子作为临界 值模拟的基本材料参数完成物理试验的仿真再现 ，发 损伤因子。绘制并分析所获得的不同应变速率及温度 现最大损伤值 总是 出现在镦粗鼓的最外缘部位 ，损伤 条件下AZ80镁合金材料的临界损伤因子变化规律曲 软化现 象对应变速率较为敏感。提 出损伤敏感率的概 面，发现临界损伤因子对应变速率的变化更为敏感 ，而 念并完成该指标的计算，对损伤敏感率 曲线进行局部 并非常数。对 AZ80镁合金材料 的临界损伤因子进行 线性回归拟合，从而确定 了损伤敏感率为 0，即裂纹产 准确描述，将为该材料塑性成形工艺模拟中微裂纹产 生的时刻，并将该时刻的最大损伤 因子作为临界损伤 生的时机进行准确预测 。所建立的确定临界损伤因子 因子。计算 出AZ80镁合金在不 同温度及应变速率下 的方法将在一定程度上取代高速摄像 。 的临界损伤 因子分布规律 ，发现 AZ80镁合金 的临界 2 Cockcroft-Iatham损伤敏感率定义 损伤 因子不是一个常数 ，而是一个在 0．0218～0．378 范围内变化的变量 ，其对应 变速率变化较温度 变化更 为了分析金属塑性变形过程中裂纹 的产生 ，不少 为敏感。 学者从不 同角度提 出了各 自的模 型。Cockroh 与 关键词 ： 热物理模拟 ；临界损伤因子 ；敏感率；镁合金 Latham_26]提出的韧性断裂准则以空穴理论 (属于损 中图分类号 ： TG113．25；TGl15．5 文献标识码 ：A 伤累积理论)为基础 ，将静水应力的作用作了最简单的 文章编号：1001-9731(2010)05-0892-03 表达 ，即最大拉应力沿应变积分获得最大拉应力一应变 能，有一个固定最大值 Cm… Cockcroft和 Latham认 1 引 言 为断裂主要与拉伸主应力有关 ，即对于给定 的材料 ，在 镁合金具有密排六方结构，滑移系较少，低温塑性 一 定的温度和应变速率下，当最大拉应力一应变能达到 较差 ，采用热塑性或温塑性成形是提 高其可加工性的 材料的临界损伤因子 时材料产生 断裂 。因此 ，最大拉 一 种有效加工方法[1]。但是在复杂 的应力应变作用 应力一应变能即Cockcroft—Latham损伤因子 C(如公式 下，材料应力一应变能达到临界值后要形成裂纹并不 (1)所示)是衡量材料失效程度的一个重要指标 ，它的 断扩展 ，最后完全丧失连续性产生断裂。对镁合金材 极限值 C 即为临界损伤 因子。Cm 与材料的冶金性 料的韧性断裂行为 的描述离不开对其临界损伤 因子 能如微观组织、合金成分 、晶粒尺寸及形态等有关 ，并 (