7075铝合金高温扭转微观组织演变及数值模拟的研究

7075铝合金高温扭转微观组织演变及数值模拟的研究
本文以7075铝合金为研究对象,采用国内高校首台Gleeble-3500高温扭转热模拟试验机研究了7075挤压态铝合金高温扭转行为。

分析了不同变形参数对纤维组织演变过程的影响。

基于物理实验和有限元数值模拟相结合的方法,开展对该合金热成形行为的组织演变及织构预测的研究。

通过与实验结果对比分析,对模拟预测结果的可靠性进行了验证。

主要得到结论如下:(1)在高温扭转过程中,试样的变形程度不断增加,晶粒的形状变化差异明显。

根据试样的轴心到表面晶粒形状的变化可分为三个区域:纤维状晶粒区、椭圆状晶粒区、等轴状晶粒区。

(2)7075铝合金在热扭转后对微观组织变化分析得:相同应变速率时,随着变形程度的增加晶粒尺寸变小,同时小角度晶界的比例分数也降低;棒材内仍存在残留的平行ED方向的<111>丝织构。

变形温度升高,相同变形区域的晶粒尺寸和小角度晶界所占的比例分数出现变小的趋势;晶粒的取向极密度降低,织构的最大强度位置发生改变。

相同变形温度时,变形程度增大,试样发生不均匀变形,织构的最大强度位置发生改变。

应变速率增加,晶粒尺寸基本趋于逐渐的增加的趋势,小角度晶界的比例分数升高;晶粒的取向不断发生转变,织构最大强度级数呈现不规则变化。

(3)采用DEFORM-3D计算机数值模拟技术对7075铝合金试样的变形过程进行动态预测:相同应变速率时,随着变形温度的升高等效应力出现减小的趋势。

而整个试样各个部分都发生了不同程度的变形,等效应变的分布不均匀。

数值模拟所得极图的极密度位置与物理实验基本符合,但是也有一些位置和
物理实验存在误差。

相同变形温度时,伴随应变速率的升高等效应力出现增加的趋势。