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《力學(xué)冶金結(jié)課論文》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、《力學(xué)冶金》結(jié)課論文文獻綜述一、前言塑性加工是材料加工工程的一個主要分支,現(xiàn)代塑性加工是介于原材料生產(chǎn)與最終產(chǎn)品制造之間的零部件生產(chǎn)的主要行業(yè)之一,是制造業(yè)的一個重要組成部分。同時,也是制備高性能新材料的重要手段。材料成形工藝模擬仿真是材料科學(xué)與制造科學(xué)的前沿領(lǐng)域和研究熱點,高性能、高保真、高效率、多學(xué)科及多尺度是模擬仿真技術(shù)的努力目標(biāo),而微觀組織模擬(從mm、um到nm尺度)則是近年來研究的新熱點課題。計算材料科學(xué)的研究范圍分為4個層次:納米級、微觀、介觀及宏觀層次。在國外,多尺度模擬已在汽車及航天工業(yè)中得到應(yīng)用。這是材料加工研究的新方向、新思路、新工藝新
2、技術(shù)必須走出實驗室面向生產(chǎn)一線,實現(xiàn)成果產(chǎn)業(yè)化。二、材料加工成形方面的發(fā)展1、國內(nèi)材料成形性的研究1)1995年北京有色金屬研究總院提出了金屬板材成型性參數(shù)的預(yù)測方法,他們利用在材料織構(gòu)定量分析的基礎(chǔ)上,由織構(gòu)級數(shù)展開系數(shù)計算金屬板材的成型性參數(shù),又結(jié)合物理數(shù)學(xué)模型,提出了改進的簡化數(shù)模。采用Bunge符號系統(tǒng)與晶體學(xué)處理方法,建立了測算織構(gòu)金屬材料的成型性參數(shù)的新方法。他的這種方法的優(yōu)點是能直接預(yù)測材料的宏觀性能,還可免去復(fù)雜的性能測試工作、進行材料優(yōu)化設(shè)計、實現(xiàn)材料性能在線監(jiān)控在工業(yè)中的應(yīng)用。2)1998年武漢鋼鐵公司提出用三維取向分布函數(shù)(ODF)分析
3、技術(shù)研究鋼板在工業(yè)生產(chǎn)工序中的力學(xué)性能和成型性能。他們的試驗結(jié)果表明熱軋、冷軋與退火織構(gòu)類型與鋁鎮(zhèn)靜深沖鋼板(08Al)相類似,但冷軋和退火后,有利織構(gòu)明顯增強。3)2000年上海匯眾汽車用鋼研究所利用拉伸試驗研究了St14鋼的雙相處理工藝、雙相組織、力學(xué)性能,成形極限圖及實沖情況。研究結(jié)果中顯示在α+γ兩相區(qū)溫度加熱的淬火處理獲得了鐵素體加馬氏體的雙相鋼鋼板,實沖殼體時具有良好的成形性能。4)2003年山東大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院通過拉伸實驗對鋼、鋁合金以及不銹鋼多層復(fù)合板的成形性能進行了研究,利用實驗測試了不銹鋼、鋁合金、不鑄鋼三層、五層復(fù)合板的成形性能影
4、響參數(shù):厚度異性系數(shù)r、應(yīng)變強化指數(shù)和屈強比。實驗結(jié)果表明軋制復(fù)合變形量和擴散退火溫度,對不銹鋼、鋁合金以及不銹鋼多層復(fù)合材料的成形性能參數(shù)有較明顯的影響。5)2005年北京科技大學(xué)材料學(xué)院利用光學(xué)顯微鏡、SEM、EBSD技術(shù)對連續(xù)鍍鋅DP600雙相鋼顯微組織進行了觀察和分析;利用X射線衍射和EBSD技術(shù)分別對鋼板的宏觀織構(gòu)和微觀織構(gòu)進行了測定;并對其力學(xué)性能、n值和r值進行了檢測。他們的實驗結(jié)果表明了試樣組織為鐵素體+馬氏體的雙相組織,該鋼板具有良好的綜合力學(xué)性能和成形性,能滿足DP600級別雙相鋼的性能要求。1、金屬板材成型性能參數(shù)的預(yù)測方法2.1展開系
5、數(shù)法在材料定量分析的基礎(chǔ)上,由織構(gòu)級數(shù)展開系數(shù)計算金屬板材的成型性能參數(shù),結(jié)合物理數(shù)學(xué)模型,可以給出改進的簡化數(shù)學(xué)模型。采用Bunge符號系統(tǒng)與晶體學(xué)處理方法,建立測算織構(gòu)金屬材料的成型性能參數(shù)的新方法。這種方法的優(yōu)點是能直接預(yù)測材料的宏觀性能,還可免去復(fù)雜的性能測試工作,進行材料優(yōu)化設(shè)計、實現(xiàn)材料性能在線監(jiān)控在工業(yè)中的應(yīng)用,提高了鋁合金板材的成型性能和加熱硬化性。2.2三維函數(shù)法用三維取向分布函數(shù)(ODF)分析技術(shù),研究鋼板在工業(yè)生產(chǎn)工序中的力學(xué)性能和成型性能,也可以達到預(yù)測材料宏觀性能的目的。三維取向分布函數(shù)分析結(jié)果表明:熱軋、冷軋與退火織構(gòu)類型與鋁鎮(zhèn)靜
6、深沖鋼板(08Al)相類似,但冷軋和退火后,有利織構(gòu)明顯增強。1、金屬板材成型性能的實驗結(jié)果3.1彎曲試驗法利用彎曲試驗研究7B04M超硬鋁合金板材成形性能。在BHB-80板材雙向拉伸試驗機上進行的拉深試驗和翻邊試驗,在WB-30萬能材料試驗機上進行的彎曲試驗。從實驗結(jié)果可以看出除了翻邊成形性能稍差外,國產(chǎn)7B04M超硬鋁合金板材的拉深和彎曲成形性能與俄羅斯進口951-1q合金板材的成形性能相當(dāng)甚至略高一些。3.2拉伸試驗法利用拉伸試驗研究了St14鋼的雙相處理工藝、雙相組織、力學(xué)性能,成形極限圖及實沖情況。利用BethlehemFLD方法計算出FLD0,并
7、進行FLD曲線形狀擬合,繪出成形極限圖FLD。再對印刷好網(wǎng)格的樣品進行單軸拉伸試驗,拉伸進行到樣品出現(xiàn)頸縮即停止,測量最靠近頸縮區(qū)的完整網(wǎng)格圓的應(yīng)變情況。最后以FLD試樣的實測應(yīng)變來驗證FLD曲線線形的準(zhǔn)確性。3.3熱疲勞試驗法采用熱疲勞試驗,研究4Cr5MoSiV1鋼的力學(xué)性能,觀察分析疲勞裂紋形貌和深度,探討熱疲勞裂紋萌生和擴展過程,進行熱疲勞損傷定量分析,揭示了金屬材料的熱疲勞性能的變化規(guī)律,進而可進一步實現(xiàn)損傷因子計算機輔助分析計算。3.4熱成形和超塑成形試驗法對1420鋁鋰合金的不同熱處理狀態(tài)下的冷成形性能進行了試驗,從實驗結(jié)果知道1420板材具有
8、一定的成形性能,并且板材具有明顯的各向異性。板材對應(yīng)