金屬多晶的各向異性及非均勻性力學行為.pdf

1、工業(yè)中所使用的金屬一般都是多晶體材料，多晶體塑性變形的一個主要特征是變形的各向異性和非均勻性。單晶晶粒塑性變形時，滑移只在特定的晶體學平面上發(fā)生，因此每個晶粒的力學性能都是各向異性的。當塑性變形較大時，晶粒取向擇優(yōu)分布，多晶體呈現(xiàn)出宏觀各向異性。而各個晶粒形狀、位向和尺寸上的差異同時也造成了多晶體塑性變形的非均勻性。因此定量分析多晶體塑性變形中的各向異性和非均勻性具有重要的理論意義和實用價值。所以本文應用晶體塑性模型，對多晶變形織構(gòu)的各

2、向異性和晶粒間變形的非均勻性進行了數(shù)值模擬及分析。本文主要工作有如下兩部分： 一部分是研究了多晶銅的軸對稱變形織構(gòu)的縱向各向異性。在這部分，首先對隨機分布多晶集合體進行軸對稱拉伸，隨后分別沿已變形多晶集合體的各方向再進行拉伸變形，并得到了塑性變形過程中，不同等效應變下多晶體縱向各向異性和橫觀各向同性的直觀圖像，從彈性和塑性兩個方面，詳細分析了變形過程中三維空間、幾個典型平面及典型方向上彈性模量和屈服應力的取向分布。結(jié)果表明，在軸

3、對稱變形過程中，隨著等效應變的增加，多晶織構(gòu)顯現(xiàn)出明顯的橫觀各向同性及縱向各向異性。 另一部分研究了粗晶粒拉伸試樣的非均勻變形。在這部分，詳細分析了晶粒內(nèi)部及晶界處的不同方向的應力應變，通過沿不同滑移方向的剪應變對多晶體塑性變形的滑移系起動情況進行定量的分析。結(jié)果表明，多晶體在塑性變形過程中，各晶粒問及晶粒內(nèi)部的塑性變形差異非常大。軟取向晶粒易于發(fā)生塑性變形，而硬取向晶粒較難發(fā)生塑性變形。不同晶粒甚至同一晶粒的不同部分，所起動的