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預測溫度、應變速度和應變路徑對輕質金屬合金成形極限的影響

為遏制CO2的排放，在車輛結構中大量采用輕質合金材料，且有逐漸增加的趨勢，因此采用熱沖壓技術利用合金生產(chǎn)汽車組件已得到廣泛應用；但由于室溫下的有限可成形性，有必要采用高溫技術。隨著能產(chǎn)生日益復雜組件的新穎熱沖壓技術的出現(xiàn)，在恒定溫度、應變速度和應變路徑確定的常規(guī)情況下，成形極限圖（FLD）已經(jīng)不能提供可成形性的準確定義，尤其是在熱處理、成形與模具淬火（HFQ）的過程。因此，這就需要開發(fā)粘塑性模型來預測應力-應變關系，并做出受溫度、應變速度和成形時應變路徑發(fā)生改變等影響下的輕型薄壁金屬合金的FLD。

選用輕質鋁合金材料AA5754，建立粘塑性模型，建模時需要考慮流動應力變化、變形過程、Hosford屈服原則下金屬板各向異性等因素，再利用單向拉伸試驗對模型進行校準，然后應用于對該材料FLD的預測。對模型分別進行兩組試驗，溫度為200°C和300°C，應變速度為75mm/s，結果是兩種流動應力曲線基本平行，這表明AA5754在200°C和300°C時的應變硬化基本相同。但應變硬化率系數(shù)發(fā)生了改變，200°C時為0.078，300°C時為0.125，即高溫下的應變率強化效應，會導致成形性增加。進行應變速度為20mm/s和300mm/s，溫度為250°C時的試驗，結果表明無論應變硬化和應變硬化率都有所增加，能提高成形性。應變硬化在低溫條件下更顯著，而應變硬化率在較高溫度下是主導因素。在AA5754的FLD中能成功捕獲到應變路徑的變化，即單軸預拉伸增強雙軸應變時材料的可成形性，同時雙軸預拉伸可增強單軸應變時材料的成形性，這與先前的一些預測一致。

Omer El Fakir et al. 11th International Conference on Technology of Plasticity, ICTP 2014, 19-24 October 2014,Nagoya Congress Center, Nagoya, Japan.

編譯：倪媛媛