鋁合金材料中鋸齒形屈服現(xiàn)象的初步時序分析.pdf

1、在恒定拉伸速率實驗中，在一定應變率和溫度范圍內，多種合金材料進入塑性變形階段后表現(xiàn)出應力-時間曲線上的鋸齒形屈服和應變-時間曲線中的階梯狀階躍；此外還會形成局域化的塑性變形帶。這種特殊的塑性失穩(wěn)現(xiàn)象被稱為鋸齒形屈服或鋸齒形流動現(xiàn)象。Portevin和LeCh(a)telier對室溫下鋁合金的鋸齒形屈服現(xiàn)象首先進行了系統(tǒng)報道，故這也被稱為Portevin-LeCh(a)telier(PLC)效應。由于聯(lián)系著諸如應變時效、固溶硬化等眾多為材

2、料科學所關心的問題，PLC效應長期得到學術界重視。此外，目前“節(jié)能環(huán)?！辈粩酁槠囍圃鞓I(yè)提出減重要求，輕質鋁合金在包括發(fā)動機在內的汽車零部件中的使用比例已逐年提高。而PLC效應降低了材料延展性，影響到了合金沖壓成形的表面質量，大大限制了多種鋁合金潛在的工業(yè)應用，因此PLC效應的研究對冶金和制造加工行業(yè)也很有意義。 形態(tài)多變的應力鋸齒及其相應的微觀機理一直是PLC研究中的重點，也是本文重點研究對象。 本文首先建立了一套可靠

3、的方法，能有效提取PLC效應中應力—時間曲線中的應力鋸齒信息。并從Al-Cu多晶恒定拉伸速率的試驗出發(fā)，系統(tǒng)地研究了各特征物理量(應力跌幅、跌落時間和再加載時間)隨應變演化的規(guī)律進行了系統(tǒng)的研究。此外，結合動態(tài)應變時效原理和晶體位錯學，分析了試驗條件(應變率和試件厚度)對各參量的影響。其中，對PLC效應中的尺度效應，即各特征物理量演化結果對試件厚度的依賴性，進行了報道。這種尺度效應具體表現(xiàn)為相同加載條件下1、2mm厚度試件與3mm厚度試

4、件的PLC類型的差異。其中，后者演化過程中應力跌落事件按跌落幅度統(tǒng)計分布符合冪律規(guī)律，具有自組織臨界性(SelfOrganizedCriticality,SOC)特征。借助自組織臨界性概念，本文從微觀漲落被非線性機制放大角度嘗試性地對PLC變形帶的形成提出了一個解釋。 將非線性時間序列分析方法應用于lmm厚試件、應變率3.08×10-4s-1下典型應力漲落曲線，對其在相空間中吸引子的幾何特性進行了描述。分別通過頻譜分析、自相關分