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采用熱模擬技術研究材料的高溫壓縮行為可基本實現(xiàn)工業(yè)過程在實驗設備上的再現(xiàn),從而實現(xiàn)熱加工工藝優(yōu)化和熱加工過程的定量描述。對于從變形鋁合金中的材料生產和組織性能控制方面來說,熱加工工藝的確定是最關鍵的因素。熱加工性的好壞可以用熱加工圖來描述。熱加工圖主要有兩類:一類是基于原子模型的加工圖,如助加工圖;另一類是基于動態(tài)材料模型DMM(Dynamic Material Modeling)的加工圖。從Raj加工圖上,可以看出不同區(qū)域的成形機理,但Raj加工圖只適用于純金屬和簡單合金,復雜合金不適用,建立它必須確定大量的基本參數(shù),涉及較多原子活動的理論知識,由于對實際應用有著很大的局限性,因此不能簡單作為通用模型來使用。
Prasad和Gegel等人根據(jù)大塑形變形連續(xù)介質力學、不可逆熱力學理論和物理系統(tǒng)模擬,建立了動態(tài)材料模型。它是功率耗散圖和塑形失穩(wěn)圖的疊加,在一定程度上彌補了Raj的不足,在各種變形溫度和應變速率下,能夠成功地反映材料在變形時內部組織的變化機制。
熱加工圖是評價材料加工性能優(yōu)劣的圖形,通過測定不同變形條件下金屬材料塑性變形參數(shù),計算材料在塑性變形時的功率耗散特性,從而準確地描述金屬材料在高溫變形時的組織演變同塑性變形參數(shù)之間的關系,以避免缺陷的產生,達到控制組織和性能的目的??梢岳脽峒庸D在不同變形條件下分析材料的變形行為,預測熱加工的“安全區(qū)”和“非安全區(qū)”,以此達到優(yōu)化熱加工工藝參數(shù)目的,而這已經分別應用于分析欽合金、鎂合金、高溫合金等材料的熱變形行為和熱變形工藝參數(shù)的優(yōu)化。近年來,國內外針對7系列的高強鋁合金的高溫流變應力特征進行了大量的研究,掌握了合金在不同熱變形條件下的流變應力和組織演變規(guī)律,為合金后續(xù)熱加工工藝的制定提供了理論數(shù)據(jù)。
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