基于微结构动态演化机制的单晶镍基高温合金晶体塑性本构及其有限元模拟

摘要：

因其优异的高温力学性能,镍基单晶高温合金在航空航天和能源等领域得到了广泛的应用.镍基单晶高温合金优异的高温性能来源于其特有的两相微结构.基于代表体胞模型及分块均匀化方法,以位错密度为主要内变量,发展了一个包含两相微结构和位错演化信息的单晶镍基高温合金塑性行为的本构模型.该本构模型充分考虑了镍基单晶合金中位错在基体相和沉淀增强相中的多种演化机制,例如,基体位错八面体滑移、立方滑移、位错攀移、交滑移、位错弓出、位错切过沉淀增强相以及位错Kear-Wilsdolf(K-W)锁形成与解锁等.在商用有限元软件ABAQUS的框架下,编制了UMAT用户材料子程序.利用该用户子程序,对单晶和多晶镍基高温合金在不同温度、不同加载方向下的单调塑性、循环塑性、蠕变等典型行为进行了计算模拟.结果表明:该晶体塑性本构模型能"统一地"刻画镍基高温合金在不同温度、不同方向下的多种变形行为,并与实验结果具有良好的一致性.

关键词：晶体塑性本构、镍基高温合金、微结构、蠕变、循环塑性、单调塑性

所属期刊栏目：49

分类号：O334(连续介质力学（变形体力学）)

资助基金：国家自然科学基金资助项目11472113,11272128

在线出版日期：2017-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共19页

页码：763-781