力学冶金结课论文.doc

《力学冶金》结课论文 文献综述 前言 塑性加工是材料加工工程的一个主要分支，现代塑性加工是介于原材料生产与最终产品制造之间的零部件生产的主要行业之一，是制造业的一个重要组成部分。同时，也是制备高性能新材料的重要手段。材料成形工艺模拟仿真是材料科学与制造科学的前沿领域和研究热点，高性能、高保真、高效率、多学科及多尺度是模拟仿真技术的努力目标，而微观组织模拟（从mm、um 到nm 尺度）则是近年来研究的新热点课题。计算材料科学的研究范围分为4 个层次：纳米级、微观、介观及宏观层次。在国外，多尺度模拟已在汽车及航天工业中得到应用。这是材料加工研究的新方向、新思路、新工艺新技术必须走出实验室面向生产一线，实现成果产业化。 材料加工成形方面的发展 国内材料成形性的研究 1）1995 年北京有色金属研究总院提出了金属板材成型性参数的预测方法，他们利用在材料织构定量分析的基础上，由织构级数展开系数计算金属板材的成型性参数，又结合物理数学模型，提出了改进的简化数模。采用Bunge 符号系统与晶体学处理方法，建立了测算织构金属材料的成型性参数的新方法。他的这种方法的优点是能直接预测材料的宏观性能,还可免去复杂的性能测试工作、进行材料优化设计、实现材料性能在线监控在工业中的应用。 2）1998 年武汉钢铁公司提出用三维取向分布函数(ODF)分析技术研究钢板在工业生产工序中的力学性能和成型性能。他们的试验结果表明热轧、冷轧与退火织构类型与铝镇静深冲钢板(08Al)相类似，但冷轧和退火后，有利织构明显增强。 3）2000 年上海汇众汽车用钢研究所利用拉伸试验研究了St14 钢的双相处理工艺、双相组织、力学性能,成形极限图及实冲情况。研究结果中显示在α + γ两相区温度加热的淬火处理获得了铁素体加马氏体的双相钢钢板，实冲壳体时具有良好的成形性能。 4）2003 年山东大学材料科学与工程学院通过拉伸实验对钢、铝合金以及不锈钢多层复合板的成形性能进行了研究，利用实验测试了不锈钢、铝合金、不铸钢三层、五层复合板的成形性能影响参数：厚度异性系数r、应变强化指数和屈强比。实验结果表明轧制复合变形量和扩散退火温度，对不锈钢、铝合金以及不锈钢多层复合材料的成形性能参数有较明显的影响。 5）2005年北京科技大学材料学院利用光学显微镜、SEM、EBSD技术对连续镀锌DP600 双相钢显微组织进行了观察和分析；利用X射线衍射和EBSD技术分别对钢板的宏观织构和微观织构进行了测定;并对其力学性能、n 值和r 值进行了检测。他们的实验结果表明了试样组织为铁素体+马氏体的双相组织,该钢板具有良好的综合力学性能和成形性，能满足DP600 级别双相钢的性能要求。 金属板材成型性能参数的预测方法 2.1 展开系数法 在材料定量分析的基础上，由织构级数展开系数计算金属板材的成型性能参数，结合物理数学模型，可以给出改进的简化数学模型。采用Bunge 符号系统与晶体学处理方法，建立测算织构金属材料的成型性能参数的新方法。这种方法的优点是能直接预测材料的宏观性能，还可免去复杂的性能测试工作，进行材料优化设计、实现材料性能在线监控在工业中的应用，提高了铝合金板材的成型性能和加热硬化性。 2.2三维函数法 用三维取向分布函数(ODF)分析技术，研究钢板在工业生产工序中的力学性能和成型性能，也可以达到预测材料宏观性能的目的。三维取向分布函数分析结果表明：热轧、冷轧与退火织构类型与铝镇静深冲钢板(08Al)相类似，但冷轧和退火后，有利织构明显增强。 金属板材成型性能的实验结果 3.1 弯曲试验法 利用弯曲试验研究7B04M 超硬铝合金板材成形性能。在BHB-80 板材双向拉伸试验机上进行的拉深试验和翻边试验，在WB-30万能材料试验机上进行的弯曲试验。从实验结果可以看出除了翻边成形性能稍差外，国产7B04M 超硬铝合金板材的拉深和弯曲成形性能与俄罗斯进口951-1q 合金板材的成形性能相当甚至略高一些。 3.2 拉伸试验法 利用拉伸试验研究了St14钢的双相处理工艺、双相组织、力学性能，成形极限图及实冲情况。利用Bethlehem FLD方法计算出FLD0，并进行FLD曲线形状拟合，绘出成形极限图FLD。再对印刷好网格的样品进行单轴拉伸试验，拉伸进行到样品出现颈缩即停止，测量最靠近颈缩区的完整网格圆的应变情况。最后以FLD 试样的实测应变来验证FLD 曲线线形的准确性。 3.3 热疲劳试验法 采用热疲劳试验，研究4Cr5MoSiV1 钢的力学性能，观察分析疲劳裂纹形貌和深度，探讨热疲劳裂纹萌生和扩展过程，进行热疲劳损伤定量分析，揭示了金属材料的热疲劳性能的变化规律，进而可进一步实现损伤因子计算机辅助分析计算。 3.4 热成形和超塑成形试验法 对1420铝锂合金的不同热处理状态下的冷成形性能进