可壓縮粉末燒結(jié)材料塑性變形與屈服條件

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1、維普資訊http://www.cqvip.com第1O卷第6期塑性工程學(xué)報VoI．10No．62OO3年12月OURNALOFPLASTICITYENGINEERINGDec．20O3可壓縮粉末燒結(jié)材料塑性變形與屈服條件(1．華中科技大學(xué)塑性成形模擬及模具技術(shù)國家重點(diǎn)實驗室，武漢430074)華林，(2．武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，武漢430070)秦II鵬毛華杰趙玉民摘要：本文分析了粉末燒結(jié)材料塑性變形的基本規(guī)律，指出了現(xiàn)有粉末燒結(jié)材料屈服條件與實際情況不相符的問題。通過燒結(jié)銅圓柱體試樣單向壓縮實驗，確定了粉末燒結(jié)材料真實應(yīng)力應(yīng)變關(guān)

2、系，建立了普適的粉末燒結(jié)材料屈服條件和塑性本構(gòu)關(guān)系。本文的屈服條件不僅用統(tǒng)一的函數(shù)形式表示了粉末燒結(jié)材料初始屈服和后繼屈服，而且綜合反映了粉末燒結(jié)材料原始狀況和變形致密強(qiáng)化對屈服的影響。關(guān)鍵詞：粉末燒結(jié)材料；塑性變形；屈服條件；塑性本構(gòu)關(guān)系中圖分類號：TB125文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007—2012(2003)06—0062—04一1—日—IJ·—舌．_▲2屈服條件與塑性本構(gòu)關(guān)系2．1屈服條件的基本形式和存在的問題塑性變形是獲得高密度、高性能粉末燒結(jié)材料基于粉末燒結(jié)材料塑性變形性質(zhì)，屈服條件應(yīng)及制品的重要方法。因粉末燒結(jié)材料內(nèi)部組織含

3、有反映靜水壓對屈服的影響，其基本形式卜可表示大量細(xì)小孔洞，塑性變形中孔洞鍛合將產(chǎn)生宏觀的為體積變化，這與熔鑄致密鋼鐵材料塑性變形中體積2+BJ{一y2一(1)不變有著顯著差別。粉末燒結(jié)材料在塑性變形中表1現(xiàn)出一定量的體積變形，或者說呈現(xiàn)出可壓縮性，式中J'2——應(yīng)力偏量第二不變量，．，一去[(a1一U使得其屈服既與應(yīng)力偏量有關(guān)，也與靜水壓力有關(guān)，)+(a2一∞)+(as—d1)]且塑性泊松比小于0．5，因而基于體積不變的致密J——應(yīng)力張量第一不變量，它反映了靜水材料經(jīng)典塑性理論不適用于它。隨著粉末燒結(jié)材料壓對屈服的影響，．，一d1+az+

4、c『3日益廣泛的應(yīng)用，迫切需要研究和建立基于體積塑A、B、卜屈服條件參數(shù)性變形的可壓縮材料廣義塑性理論，并用于指導(dǎo)粉y、y0——相對密度p

5、和后繼屈服規(guī)律，建立粉末燒結(jié)材料屈服條件Tab．1Parametersofyieldcondition和塑性本構(gòu)關(guān)系。研究者ABDoraivelu[]2+(1一102)／3一1ParkIs]2+oz(1一)／31．44ps／(2．44一p)由表1可知，Doraivelu和Park關(guān)于粉末燒結(jié)*國家自然科學(xué)基金項目(50175086)；華中科技大學(xué)塑材料屈服條件參數(shù)A、B是相同的，而參數(shù)不相性成形模擬及模具技術(shù)國家重點(diǎn)實驗室開放基金資助項同。為了分析兩者的差別，計算兩者8的比值與相目。對密度的關(guān)系如表2所示。華林E-mail：hualin@

6、mail．whut．edu．crl收稿日期：2003—04—03；修訂日期：2003—09—04維普資訊http://www.cqvip.com第6期華林等：可壓縮粉末燒結(jié)材料塑性變形與屈服條件63由表2可知，在相對密度接近于1亦即粉末燒一O．5p，結(jié)材料密度接近于全致密時，兩者的值相近；而在表2艿的比值與相對密度的關(guān)系B一I㈤?Tab．2’Sratioanditsvariationwithrelativedensity一一J由式(4)可知，屈服條件參數(shù)A、B僅與粉末燒結(jié)材料相對密度JD有關(guān)；而則與粉末燒結(jié)材料其他情況下，兩者的值相差較大

7、。其中，文獻(xiàn)單向壓縮過程中瞬時屈服強(qiáng)度y或以及全致、．，密．．．。。時．．．．．．．．[43的屈服條件在相對密度

8、D≤0．7時，其值為負(fù)、，，．。．．．．．．的屈服強(qiáng)度y0有關(guān)，有待于進(jìn)一步確定。數(shù)，亦即此時的粉末燒結(jié)材料屈服強(qiáng)度y的平方為3．2屈服條件參數(shù)實驗確定負(fù)數(shù)，這顯然不符合實際情況。文獻(xiàn)[51的屈服條粉末燒結(jié)材料單向壓縮過程中瞬時屈服強(qiáng)度Y件在相對密度JD一0．3時，其值仍然大于零，亦即或與材質(zhì)、變形致密程度、變形溫度以及初始密此時的粉末燒結(jié)材料相對密度不大于粉末的松裝密度等有關(guān)。為了確定Y或，進(jìn)而確定，本文進(jìn)行度時[8]，粉末

9、燒結(jié)材料仍然還有強(qiáng)度，這顯然也是燒結(jié)銅圓柱試樣室溫單向壓縮實驗。燒結(jié)銅圓柱試不符合實際情況的。而且，這兩個屈服條件都與粉樣由工業(yè)紫銅粉末壓制燒結(jié)而成，銅粉純度≥末燒結(jié)材料的初始相對密度無關(guān)，這