曹金荣

(天津钢管集团股份有限公司技术中心，天津 300301)

在金属材料的塑性加工工艺优化、金属塑性加工的机械设计与研究中，金属热变形流变应力是很重要的参数，它受变形程度、变形温度、应变速率和合金化学成分与晶粒尺寸的影响，也是变形体内部显微组织演变的综合反映。为此，已有很多研究者提出了不同类型的流变应力本构模型及不同材料的流变应力本构方程。其中较常用的有:Voce方程[1]、Johnson-Cook方程[2]、Bergstrom-Estrin-Mecking方程[3-4]、Zerilli-Armstrong方程[5]、Follansbee-Kocks方程[6]、Preston-Tonks-Wallace方程(即PTW方程)[7]。在这些方程中，Johnson-Cook方程因其形式简单在高速动态变形中获得了广泛应用，但是Johnson-Cook方程在应用于静-动态变形时不能兼顾，误差很大[8-9]；而Voce方程只适合较小应变量的变形，不适合高速动态变形；Follansbee-Kocks方程和Preston-Tonks-Wallace(PTW)方程的缺点是确定方程中材料参数十分复杂困难[8-9]。

铍是一种稀有金属材料，它具有中子散射截面大、吸收截面小、硬度高、模量高、比强高、热学性能良好等优异特性，因此被广泛应用于航空航天、军事工业、医疗设备等多个领域，如中子反射层，反应堆第一壁材料、中子慢化剂、航空航天结构部件、精密导航仪表、光学器件及X射线管窗口等。国外已开展大量金属铍的变形行为研究[10-17]。W.R.Blumenthal等[10-11]对不同制备工艺下的热压铍材进行了较为系统的研究。实验结果表明，热压铍材的压缩应力-应变响应具有较强的应变率敏感性和一定的热软化效应，并指出孪生是高应变率下铍变形的主要机制。D.W.Brown等[13-14]系统开展了应变率对热压和轧制铍的力学性能和变形机理的研究工作，分析结果表明屈服强度对应变率不敏感，而加工硬化则受织构的影响具有较强的率相关性。……