基于元胞自動機(jī)法的7050鋁合金熱壓縮組織演變建模研究.pdf

1、7050鋁合金是典型的高強(qiáng)高韌航空結(jié)構(gòu)材料,因其具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能,其鍛件被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)重要零部件的制造,例如起落架的隔框、翼梁和托架等承載構(gòu)件。金屬的宏觀力學(xué)性能由微觀組織結(jié)構(gòu)所決定,在熱加工的過程中,不僅金屬的宏觀形狀會發(fā)生改變,其微觀組織也會發(fā)生變化,例如動態(tài)再結(jié)晶、動態(tài)回復(fù)等。因此,了解和掌握金屬在熱塑性變形時的微觀組織變化規(guī)律對提高其綜合性能和控制產(chǎn)品的質(zhì)量都有非常重要的意義。
　　傳統(tǒng)的微觀組織模擬方法是在實驗基

2、礎(chǔ)上,建立經(jīng)驗公式所描述的唯象模型,只能對微觀組織演變進(jìn)行定性的分析,隨著計算材料科學(xué)的發(fā)展,使得人們可以建立從本質(zhì)上反映微觀組織演變的模型,目前常用的方法有蒙特卡羅法、相場法和元胞自動機(jī)法,通過對比不同方法的優(yōu)缺點,本文選用元胞自動機(jī)法來建立微觀組織演變的模型。
　　為了建立7050鋁合金的熱塑性變形微觀組織演變模型,首先采用Gleeble1500熱模擬機(jī)進(jìn)行不同溫度和應(yīng)變速率條件下的熱壓縮實驗,得到真應(yīng)力-應(yīng)變曲線,定性分析了

3、在不同變形條件下7050鋁合金的流變行為和組織演化規(guī)律,表明7050鋁合金在高溫低應(yīng)變速率的情況下的軟化機(jī)制主要是動態(tài)再結(jié)晶,同時建立了7050鋁合金的高溫流變應(yīng)力模型;其次基于MATLAB軟件,根據(jù)晶粒長大的曲率驅(qū)動機(jī)制和晶界穩(wěn)定存在的條件,建立了單相晶粒正常長大的元胞自動機(jī)模型,結(jié)合壓縮變形過程中的實際情況,構(gòu)建了晶粒變形的拓?fù)渥冃文Ｐ?使模擬過程和實際情況相吻合;最后,結(jié)合位錯運動是金屬塑性變形的本質(zhì)原理,基于位錯機(jī)制的再結(jié)晶形核