7075鋁合金管絕熱剪切帶的微觀結(jié)構(gòu)及第二相對其自組織行為的影響.pdf

1、借助于厚壁筒(Thick-walled cylinder,TWC)外爆壓縮試驗在7075鋁合金圓管中獲得絕熱剪切帶(Adiabatic shear bands,ASBs)。在金相顯微鏡下觀察到兩種形貌不同的剪切帶,一種為形變帶而另一種為轉(zhuǎn)變帶。部分剪切帶已經(jīng)發(fā)展為裂紋,裂紋往往從轉(zhuǎn)變帶而不是形變帶演化而來。透射電鏡觀察發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)變帶中部形成大小約為100nm以內(nèi)的等軸晶,靠近基體為沿剪切方向拉長的晶粒,基體的晶粒要比剪切帶內(nèi)晶粒大兩個數(shù)量級

2、。計算表明剪切帶內(nèi)溫度超過了該合金的再結(jié)晶溫度。剪切帶內(nèi)形成超細晶是因為發(fā)生了動態(tài)再結(jié)晶。剪切帶內(nèi)顯微硬度遠高于基體的硬度。
　　 通過金相觀測了7075-T73狀態(tài)鋁合金圓管橫截面絕熱剪切帶的自組織行為,ASBs首先在鋁管內(nèi)壁生成,沿最大剪切力方向螺旋向外擴展,并沿順時針方向或逆時針方向呈周期性分布,但總體上沿順指針方向的剪切帶數(shù)目大約是逆時針方向的兩倍；退火態(tài)樣品在TWC試驗相同條件下未形成剪切帶。用ANSYS/LS-DYN

3、A軟件進行數(shù)值模擬,將結(jié)構(gòu)分析和熱分析結(jié)合起來,模擬了剪切帶形成與發(fā)展的熱力耦合演變過程；建立均勻形核和非均勻形核兩種有限元模型,結(jié)果表明非均勻模型與T73狀態(tài)剪切帶自組織現(xiàn)象的實驗觀測更加相近,非均勻模式下剪切帶的間距大于均勻形核模型的間距,而且剪切帶擴展方向的擇優(yōu)趨勢更加明顯；首次在非均勻模型下金屬基體中引入兩類質(zhì)點(第二相)--硬質(zhì)點和軟質(zhì)點,并模擬了其對剪切帶的形核時間和擴展路徑的影響:軟質(zhì)點使剪切帶形核時間提前,應(yīng)力塌陷首先發(fā)