【摘 要】
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应用热模拟试验机在变形温度523～673 K和应变速率0.001～1 s-1条件下对AZ80镁合金进行了等温热压缩实验.分别建立了原始和改进的Johnson-Cook(J-C)模型预测材料的高温流动行为,并在此基础上提出了优化的J-C模型.结果表明,AZ80镁合金的流动行为随温度和应变速率显著变化,原始的J-C模型不能很好地预测材料的高温软化行为;改进的J-C模型可以预测材料的流动软化行为,但无法反映材料在加工硬化-动态回复阶段的流动行为;而优化的J-C模型可以在全应变范围(0～0.7)内较好地预测各种变
【机 构】
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扬州大学 机械工程学院,江苏 扬州225009
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应用热模拟试验机在变形温度523～673 K和应变速率0.001～1 s-1条件下对AZ80镁合金进行了等温热压缩实验.分别建立了原始和改进的Johnson-Cook(J-C)模型预测材料的高温流动行为,并在此基础上提出了优化的J-C模型.结果表明,AZ80镁合金的流动行为随温度和应变速率显著变化,原始的J-C模型不能很好地预测材料的高温软化行为;改进的J-C模型可以预测材料的流动软化行为,但无法反映材料在加工硬化-动态回复阶段的流动行为;而优化的J-C模型可以在全应变范围(0～0.7)内较好地预测各种变形条件下的流动应力.采用相关系数R和平均相对误差AARE评估了3种J-C模型的预测精度,优化的J-C模型的R和AARE值分别为0.9829和5.60％,表明其可以更好地预测高温下AZ80镁合金的流动行为.
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基于金属材料强度理论,推导了考虑等效应变、晶粒尺寸和位错密度影响的锻件硬度预测模型,获得了该模型相应的数学表达式.以调质处理后的20MnMoB材料为例,开展了带筋圆环试样的冷态镦锻变形实验,通过有限元模拟确定了试样变形后的等效应变分布,利用X射线衍射和电子背散射衍射技术分别测得变形后试样不同位置处的位错密度和晶粒尺寸,同时测量试样对应位置处的维氏硬度.以所得数据为基础,确定了模型中的关键参数.最后,利用确定的预测模型,对汽车轮毂锁紧套锻件的硬度进行了预测,获得了与实测一致的硬度分布状态,与实测值之间的误差
为解决板料体积成形工艺中因应力应变状态在不同区域的差异化分布易导致材料流动不合理而影响产品质量的问题,提出采用定制表面进行材料流动控制.分别对模具和坯料定制表面展开研究,通过在模具上设置微特征以及在坯料表面进行喷丸处理达到控制材料流动的目的.为分析定制表面控制材料流动的规律及机理,设置不同的微特征结构参数及喷丸工艺参数,基于凸台挤压测试探究了不同形貌的定制表面对材料流动的控制能力及其摩擦学性能.结果表明:喷丸能提高材料的表面粗糙度及表面硬度,从而导致材料流动阻力增大;模具微特征定制表面对材料流动的阻碍效果
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