熱壓縮形變不均勻性的影響因素及取樣方法的研究

壓力加工作為物理模擬技術(shù)在熱加工工藝研究中最活躍的領(lǐng)域之一，目的在于通過金屬在不同溫度及形變條件下熱壓縮變形獲得不同的組織和性能，進(jìn)而確定最優(yōu)的熱加工工藝，其結(jié)果廣泛應(yīng)用于軋制、鍛造等領(lǐng)域。熱壓縮物理模擬的關(guān)鍵在于獲得材料的單向應(yīng)力狀態(tài)，即材料的均勻形變，但在實(shí)際情況中由于試樣與壓頭端面間存在摩擦力的影響，形變完成后會(huì)出現(xiàn)上下端面小而中間凸的腰鼓形，即發(fā)生不均勻形變。形變的不均勻?qū)�顯著影響材料的析出動(dòng)力學(xué)及形變?cè)俳Y(jié)晶過程，從而導(dǎo)致相應(yīng)區(qū)域組織特性及性能的不同。因此深入研究熱壓縮過程形變的不均勻性，將過去熱壓縮形變不均勻性的定性分析轉(zhuǎn)化為定量分析，對(duì)指導(dǎo)物理模擬實(shí)踐和實(shí)際生產(chǎn)過程具有重要意義。

　　燕山大學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的學(xué)者采用有限元方法對(duì)熱壓縮物理模擬過程進(jìn)行了模擬，分析了接觸靜摩擦系數(shù)、形變量、應(yīng)變速率對(duì)熱壓縮方向應(yīng)變及應(yīng)變速率均勻性的影響，對(duì)不同取樣位置及分析方向的形變均勻性進(jìn)行了分析，并觀察相對(duì)應(yīng)的原奧氏體晶粒，進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明，試樣熱壓縮方向的應(yīng)變及應(yīng)變速率由心部向端部逐步減小，距試樣中心1/4位置處最接近設(shè)定的應(yīng)變及應(yīng)變速率；接觸靜摩擦系數(shù)對(duì)試樣熱壓縮方向形變不均勻性影響顯著，形變量、應(yīng)變速率對(duì)形變不均勻性的影響較��；推薦自熱壓方向1/4位置處取樣，該處應(yīng)變及應(yīng)變速率基本符合設(shè)定條件，且形變均勻性最好。