TiB2·TiAl3/2024Al復(fù)合材料多向鍛造數(shù)值模擬研究

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]。……