張鴻名,李鑫,李媛,齊蕾,李志勇,謝長海,鄭潔,耿豪宇,陳剛
TiB2·TiAl3/2024Al復(fù)合材料多向鍛造數(shù)值模擬研究
張鴻名1a,李鑫1b,李媛2,齊蕾3,李志勇3,謝長海3,鄭潔3,耿豪宇1b,陳剛1b
(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)a. 海洋工程學(xué)院;b. 材料科學(xué)與工程學(xué)院,山東 威海 264209;2. 北京衛(wèi)星制造廠有限公司技術(shù)發(fā)展部,北京 100094;3. 山東北方濱海機器有限公司,山東 淄博 255200)
研究TiB2·TiAl3/2024Al復(fù)合材料多向鍛造金屬流動行為,以及鍛造溫度、鍛造道次對復(fù)合材料再結(jié)晶行為及基體晶粒尺寸的影響。將TiB2·TiAl3/2024Al復(fù)合材料的本構(gòu)模型及再結(jié)晶動力學(xué)模型導(dǎo)入Deform-3D有限元模擬軟件中,建立復(fù)合材料多向鍛造的數(shù)值仿真模型。通過數(shù)值仿真方法分析鍛造溫度和鍛造道次對復(fù)合材料多向鍛造組織的影響規(guī)律。多向鍛造變形過程中,劇烈塑性變形和動態(tài)再結(jié)晶主要分布在材料試樣內(nèi)部的呈“X”形狀的區(qū)域,單次下壓最大等效應(yīng)變?yōu)?.42。鍛造1道次時,鍛造溫度從350 ℃升至500 ℃,再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)從65.0%升至69.7%,平均晶粒尺寸由350 ℃的24.6 μm降至500 ℃的21.5 μm。在450 ℃鍛造溫度下,1道次鍛造后,再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)為69.2%,平均晶粒尺寸由鑄態(tài)的45.0 μm減小到21.9 μm;2道次鍛造后再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)為89.5%,平均晶粒尺寸為16.3 μm;3道次鍛造后坯料的再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)為96.1%,平均晶粒尺寸為14.3 μm。與試驗結(jié)果比較可知,模擬結(jié)果準(zhǔn)確可靠。提高鍛造溫度和增大鍛造道次可以促進(jìn)試樣發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶,從而達(dá)到細(xì)化晶粒的目的。
鋁基復(fù)合材料;多向鍛造;數(shù)值仿真;動態(tài)再結(jié)晶;晶粒細(xì)化
鋁基復(fù)合材料相比鋁合金具有高比強度、高耐磨性、抗疲勞等優(yōu)異性能[1-3],被廣泛應(yīng)用在航空航天、國防、汽車等領(lǐng)域[4-6]。……