Ti-6Al-4V合金等通道轉(zhuǎn)角擠壓的三維有限元模擬.pdf

1、等通道轉(zhuǎn)角擠壓（ECAP）方法作為強(qiáng)烈塑性變形（SPD）工藝的一種，能使變形材料的晶粒細(xì)化至亞微米級甚至納米級，在增加變形材料強(qiáng)度的同時又不損失其延展性，是目前制備塊狀大尺寸超細(xì)晶（UFG）材料最有效的強(qiáng)烈塑性變形方法，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。本研究利用DEFORM-3D軟件，構(gòu)建Ti-6Al-4V合金材料在不同參數(shù)下的ECAP有限元模型，對變形體在ECAP過程中的變形行為進(jìn)行分析，來研究不同溫度、摩擦、模具幾何因素、變形速度等參數(shù)下對

2、于變形體晶粒細(xì)化的影響，以獲取模擬狀態(tài)下的最優(yōu)晶粒尺寸，進(jìn)而為實際工藝的制定提供理論指導(dǎo)。
　　根據(jù)內(nèi)轉(zhuǎn)角120°、外轉(zhuǎn)角37°、摩擦系數(shù)0.1、溫度920℃、變形速度3mm/s參數(shù)下的載荷隨時間變化曲線，可以將ECAP過程定義為開始階段、過渡階段、穩(wěn)定階段和終了階段。其中穩(wěn)定階段為主要的變形階段，在此階段中材料連續(xù)穩(wěn)定地發(fā)生劇烈剪切變形，相應(yīng)地載荷基本保持不變。在擠壓完成時，試樣內(nèi)部獲得具有較大等效應(yīng)變的穩(wěn)定區(qū)域。
　　不

3、同的溫度條件下（860℃、890℃、920℃、950℃）的模擬結(jié)果表明變形體在擠壓變形過程中隨著溫度的升高所需的載荷呈降低趨勢，剪切變形更容易發(fā)生，但不利于晶粒的細(xì)化。
　　不同外轉(zhuǎn)角條件下（0°、37°、60°）的模擬結(jié)果表明外轉(zhuǎn)角的增大有利于金屬的流動，使擠壓過程所需要的載荷降低，但是卻使試樣內(nèi)發(fā)生穩(wěn)定變形的區(qū)域減小，最終的等效應(yīng)變分布隨著外轉(zhuǎn)角的增大不均勻性增加。
　　不同的摩擦系數(shù)條件下（0.05、0.1、0.2）的