力學(xué)冶金結(jié)課論文

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1、《力學(xué)冶金》結(jié)課論文文獻(xiàn)綜述一、前言塑性加工是材料加工工程的一個(gè)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(gè)重要組成部分。同時(shí)，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(diǎn)，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(diǎn)課題。計(jì)算材料科學(xué)的研究范圍分為4個(gè)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(shí)驗(yàn)室面向生產(chǎn)一線，實(shí)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(jì)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(jìn)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(diǎn)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(jìn)行材料優(yōu)化設(shè)計(jì)、實(shí)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(yàn)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(qiáng)。3）2000年上海匯眾汽車用鋼研究所利用拉伸試驗(yàn)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(shí)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(shí)沖殼體時(shí)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(shí)驗(yàn)對鋼、鋁合金以及不銹鋼多層復(fù)合板的成形性能進(jìn)行了研究，利用實(shí)驗(yàn)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(qiáng)化指數(shù)和屈強(qiáng)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明軋制復(fù)合變形量和擴(kuò)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(jìn)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(jìn)行了測定;并對其力學(xué)性能、n值和r值進(jìn)行了檢測。他們的實(shí)驗(yàn)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(jì)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(jìn)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(diǎn)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(jìn)行材料優(yōu)化設(shè)計(jì)、實(shí)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(dá)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(qiáng)。1、金屬板材成型性能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.1彎曲試驗(yàn)法利用彎曲試驗(yàn)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(yàn)機(jī)上進(jìn)行的拉深試驗(yàn)和翻邊試驗(yàn)，在WB-30萬能材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的彎曲試驗(yàn)。從實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(yàn)法利用拉伸試驗(yàn)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(shí)沖情況。利用BethlehemFLD方法計(jì)算出FLD0，并

7、進(jìn)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(jìn)行單軸拉伸試驗(yàn)，拉伸進(jìn)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(shí)測應(yīng)變來驗(yàn)證FLD曲線線形的準(zhǔn)確性。3.3熱疲勞試驗(yàn)法采用熱疲勞試驗(yàn)，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(kuò)展過程，進(jìn)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(jìn)而可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)損傷因子計(jì)算機(jī)輔助分析計(jì)算。3.4熱成形和超塑成形試驗(yàn)法對1420鋁鋰合金的不同熱處理狀態(tài)下的冷成形性能進(jìn)行了試驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)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)