5052铝合金板材的应变硬化行为模型探讨
2014-11-13蔡辉
蔡 辉
(西南铝业(集团)有限责任公司,重庆 九龙坡 401326)
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5052铝合金为Al-Mg系热处理不可强化型防锈铝合金,具有良好的成形性、可焊性及中等强度等特性,已广泛地应用于国防军工和民用领域[1~3]。铝合金在加工过程中不可避免的产生加工硬化,了解合金的加工硬化特性,对于确定合金变形工艺有着重要的意义[4、8]。
目前, 5052铝合金不同加工状态下的加工硬化行为的数学模型尚未统一。众所周知,幂函数关系模型即Hollomon方程是描述金属及其合金材料应变硬化应用最为广泛的数学模型[5、6],其数学表达式为:σ=BεN。其中,B、N为材料常数,此时应变硬化指数n=N=dlnσ/dlnε。由于Hollomon方程中n值为常数,其对应的lnσ~lnε曲线为直线,而实际情况中不同组织、不同变形条件下的lnσ~lnε曲线并非恰好如此。因此,为了提高应变硬化数学模型的精度,通过Hollomon方程衍生出式(1)、式(2)和式(3)等经验关系模型,数学表达式如下:

其中,B、ε0、N、C均为常数,式(3)为上(1)、(2)式组合统一后所得。
周维贤[7]通过计算分析了以上三种经验模型的适用范围,得出它们只适合于材料的应变硬化指数n值变化趋势呈单调增加或者单调减小的情况,不能完全描述n值出现拐点情况,故具有较大的局限性。为了解决以上矛盾,周维贤提出了描述硬化曲线的一种新经验关系模型(4),此模型已成功地描述了08Al钢应变硬化指数先增大后减小的硬化特性:

本文利用以上四种模型对不同加工状态(F、O、H1n、H2n、H3n)5052铝合金应变硬化行为进行非线性拟合,通过拟合结果残差平方和、相关系数的平方值R2检测法和应变指数n值的变化趋势检测法来共同评判应变硬化行为数学模型的准确性,从而能够更深入了解5052铝合金变形过程中应变硬化的变化规律。……
