基于位错密度的钛合金电辅助压缩仿真与实验验证

摘要：

目的 以新型高强韧Ti?6Cr?5Mo?5V?4Al(Ti6554)近β钛合金为对象,探讨脉冲电流对材料变形行为和温度变化的影响规律,揭示Ti6554钛合金在不同电流密度下的位错密度演化规律.方法 对材料进行不同电流密度、占空比、应变速率条件下的电辅助压缩实验,建立考虑位错密度的修正电塑性本构模型,基于ABAQUS进行UMAT子程序开发,建立电?热?力三场耦合有限元模型,模拟Ti6554钛合金电辅助压缩变形过程,并进行实验验证.结果 随着电流密度和占空比增大流动应力减小,随着应变速率增大流动应力也增大;电辅助压缩实验结果与模拟结果相比的平均误差为6.31％,验证了模型的有效性;通过子程序状态变量输出位错密度的变化发现,电流密度为15.92、23.88、27.87、31.88、39.81 A/mm2的位错密度分别下降了15.34％、55.63％、68.23％、83.84％、89.13％,表明位错密度随电流密度的增大而降低.结论 建立了基于位错密度的电塑性本构模型和电-热-力多场耦合的有限元模型,能够模拟Ti6554钛合金的电压缩变形行为,并且表征了位错增殖、位错湮灭及动态回复,获得了其位错密度的演化规律.

关键词：Ti6554钛合金、位错密度、电辅助压缩、电塑性本构、动态回复

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分类号：V252.2(航空用材料)

资助基金：国家自然科学基金;中国博士后科学基金面上项目;陕西省高性能精确成形技术与装备重点实验室开放课题;天津市教委科研项目

在线出版日期：2023-02-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：51-60