“塑性应变比(r值)和减薄率(η值)试验方法”专题报道征稿通知——《理化检验-物理分册》2021年专题报道三

正一、专题简介塑性应变比(r值)与材料的成形性能有着密切的关系,作为评价金属板材成形性能优劣、揭示因织构所主导的各向异性度强弱的重要指标,在金属板带和管材产品研发、生产质量控制与工业选材等方面得到了广泛应用,其反映了金属材料抵抗厚度减薄的能力。这个参数目前是采用单轴拉伸试验,测试试样宽度方向真实塑性应变和厚度方向真实塑性应变,计算宽厚比得到的。测定金属材料薄板和薄带塑性应变比(r值)的现行国家标准是GB/T 5027—2016     

对双峰织构类型AZ31镁合金板材力学性能各向异性的分析

目的 制备双峰织构类型的AZ31镁合金板,以改善板材微观组织和弱化基面织构,研究微观组织对力学性能各向异性的影响规律,以提高镁合金板材的成形性能。方法 通过弯曲限宽矫直技术对0°、30°和60°轧向切样的板材进行热加工以预制拉伸孪晶,获得双峰织构类型的AZ31镁合金板材,通过EBSD获取板材的微观组织。对RD、45°和TD方向的原始板材进行室温单向拉伸实验,获得板材的工程应力-应变曲线及力学性能参数,并计算r值（塑性应变比）与n值（应变硬化指数）。结果 弯曲限宽矫直技术可诱发大量拉伸孪晶形成ED偏转织构,将偏转织构与基面织构共存的板材称为双峰织构类型AZ31镁合金板材。拉伸孪晶的出现显著细化了晶粒,弱化了基面织构强度,使板材的屈服强度下降,极大提升了材料塑性。其中30°轧向切样的板材ND面塑性力学性能各向异性的改善效果最好,其r值最小、n值最大。结论 双峰织构类型能够弱化AZ31镁合金板材基面的织构强度,提高材料塑性。拉伸孪晶含量越高,板材的强度与塑性越好,力学性能各向异性的改善效果也越显著。     

“塑性应变比(r值)和减薄率(η值)试验方法”专题报道征稿通知——《理化检验-物理分册》2021年专题报道三

一、专题简介塑性应变比(r值)与材料的成形性能有着密切的关系,作为评价金属板材成形性能优劣、揭示因织构所主导的各向异性度强弱的重要指标,在金属板带和管材产品研发、生产质量控制与工业选材等方面得到了广泛应用,其反映了金属材料抵抗厚度减薄的能力。这个参数目前是采用单轴拉伸试验,测试试样宽度方向真实塑性应变和厚度方向真实塑性应变,计算宽厚比得到的。     

“塑性应变比（r值）和减薄率（η值）试验方法”专题报道征稿通知——《理化检验-物理分册》2021年专题报道三

正一、专题简介塑性应变比(r值)与材料的成形性能有着密切的关系,作为评价金属板材成形性能优劣、揭示因织构所主导的各向异性度强弱的重要指标,在金属板带和管材产品研发、生产质量控制与工业选材等方面得到了广泛应用,其反映了金属材料抵抗厚度减薄的能力。这个参数目前是采用单轴拉伸试验,测试试样宽度方向真实塑性应变和厚度方向真实塑性应变,计算宽厚比得到的。     

“塑性应变比(r值)和减薄率(η值)试验方法”专题报道征稿通知——《理化检验-物理分册》2021年专题报道三

一、专题简介塑性应变比(r值)与材料的成形性能有着密切的关系,作为评价金属板材成形性能优劣、揭示因织构所主导的各向异性度强弱的重要指标,在金属板带和管材产品研发、生产质量控制与工业选材等方面得到了广泛应用,其反映了金属材料抵抗厚度减薄的能力。这个参数目前是采用单轴拉伸试验,测试试样宽度方向真实塑性应变和厚度方向真实塑性应变,计算宽厚比得到的。     

“塑性应变比（r值）和减薄率（η值）试验方法”专题报道征稿通知——《理化检验-物理分册》2021年专题报道三

正一、专题简介塑性应变比(r值)与材料的成形性能有着密切的关系,作为评价金属板材成形性能优劣、揭示因织构所主导的各向异性度强弱的重要指标,在金属板带和管材产品研发、生产质量控制与工业选材等方面得到了广泛应用,其反映了金属材料抵抗厚度减薄的能力。这个参数目前是采用单轴拉伸试验,测试试样宽度方向真实塑性应变和厚度方向真实塑性应变,计算宽厚比得到的。     

航空用GH625镍基高温合金带材的成形极限研究

目的 通过理论预测及胀形实验建立GH625高温合金的成形极限曲线,并结合仿真手段揭示其成形性能.方法 首先,通过基本力学性能测试获取不同方向下GH625材料的基本力学参数;然后,基于颈缩理论和M-K理论模型预测GH625材料的成形极限曲线;其次,通过胀形实验建立相应的成形极限图,并与理论结果进行对比;最后,结合有限元方法进一步研究GH625材料的成形特性.结果 准确获得了GH625高温合金的塑性应变比r值、应变硬化指数n值等参数;通过理论模型及胀形实验分别获得了相应的成形极限曲线,基于颈缩理论的集中性失稳预测结果与实验结果吻合较好;建立了可靠的有限元模型,进一步分析了摩擦因数及球头直径对GH625材料成形性能的影响规律.结论 建立了准确的GH625材料成形极限曲线的理论预测模型,并通过半球胀形实验验证了理论结果的可靠性,数值仿真结果发现,较小的摩擦因数或者冲头直径有利于改善GH625材料在胀形实验中的失效位置.     

应变硬化指数n值的测定和应用

通过对应变硬化指数n值的测定与影响因素的探讨,阐明了应变硬化指数n值可作为评价汽车专用薄板成形性的一个重要参数。为确保数据的精确性,最好用七点法进行测试。     

影响冷轧薄板力学性能测试结果的试验研究

应用INSTRON5569型电子拉力试验机，在不同测试条件下，对冷轧薄板力学性能进行了测试分析。结果表明，设置试验机的控制参数、拉伸速度和试样尺寸等均对力学性能测试结果有影响。提高拉伸速度使规定非比例伸长应力σ0.2增加，应变硬化指数n值减小，塑性应变比r值无明显变化；试样尺寸对r值有影响；建立了不同试样尺寸之间δ值的换算关系。     

结构钢及其焊接接头整体屈服后失稳断裂的起始与断裂塑性

焊接接头应具有一定的变形量和承载能力。在整体屈服阶段,结构部件会产生明显的变形。为了从工程评定的观点来评价所选材料的焊接接头性能,重要的问题是考虑存在缺陷的焊接接头在失稳整体屈服断裂中的判据和变形量。在本文中,着重研究了超过整体屈服而开始失稳断裂时的COD判据,并在考虑到COD-gloval实际应变ε_∞(在足够长标距内的总应变)的前提下,研究了带缺口板材缺口顶端附近的变形特征。研究结果搞清,在塑性拘束系数不大于1的范围内,可以采用COD概念作为整体屈服后断裂起始工程断裂判据。依据弹塑性断裂力学理论,均匀材料的COD与总应变是成比例的,而且比例常数N是试样几何形状和应变硬化指数n的函数。对宽板而言,低强度C-Mn系钢和高强度钢(如HT80钢)的N值,约分别等于1和2。对焊接接头而言,变形特征会受到机械性能不均匀性的影响,而且COD与总应变的关系曲线是非线性的,并主要取决于应变硬化指数比。     

塑性应变比r值的测定和应用

塑性应变比r值已作为评价汽车专用薄板成形性的一个重要参数。通过对试样尺寸及不同变形量的测试和r值对冲压件开裂率影响的研究分析，说明r值对汽车专用薄板的冲压生产有重大的指导意义。     

两种方法测定冷轧薄板应变硬化指数、塑性应变比值和伸长率的结果比较

借助两种不同的方法，测定了冷轧薄板的应变硬化指数（n）、塑性应变比（r）值和伸长率。在GALDABINI SUN1000试验机上，用光学非接触引伸计在GRAPHWORK 1软件上实现冷轧薄板的n和r值及伸长率的自动测量；在INSTRON1186试验机上，用YYU5050引伸计在LZC软件上自动测量冷轧薄板的n值，手工测量r值和伸长率。将两种方法得到的试验结果进行比较，发现两种方法的结果非常接受。用光学非接触引伸计在GRAPHWORK1软件上自动测量的n和r值及伸长率具有较高的可靠性和重现性。     

大型车车身覆盖件冲压成形特征分析及选材研究

为满足大型车身覆盖件冲压成形要求并实现钢板与零件的对路供应,必须在深入解析零件成形特征的基础上,确定高应变部位的成形敏感材料参数.在材料力学性能测试和成形极限分析的基础上,对侧围外板的冲压成形特征和成形敏感参数进行了分析.结果表明:侧围外板零件高应变部位的变形方式为胀形-深拉延变形,n值和r值为影响侧围外板零件成形的主要材料敏感参数.     

Ti2AlNb合金应变速率敏感指数和应变硬化指数与变形参数和晶粒尺寸关系研究

以Ti₂AlNb合金板材为研究对象，基于变形温度为1 273～1 423 K、应变速率为0.001～10 s^-1范围内的等温恒应变速率热压缩实验，深入分析了变形参数和微观组织对应变速率敏感指数m和应变硬化指数n的影响。结果表明：Ti₂AlNb合金的流动应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小；Ti₂AlNb合金等温压缩过程中的峰值m为0.61，出现在1 323 K/0.001 s^-1；当变形温度为1 273～1 323 K时，m随应变速率的增大而减小，当变形温度为1 373～1 423 K时，m随应变速率的增大而增大；当应变速率为0.001 s^-1时，n随应变的增大呈现先减小后增大的趋势，而当应变速率为0.01～10 s^-1时，n却呈现先增大后减小的变化趋势；Ti₂AlNb合金应变硬化指数n值和应变速率敏感指数m值均随着晶粒尺寸的增大而减小；Ti₂AlNb合金板材较优的加工区间为1 273...     

换热器用纯钛TA1薄板冷成形性

一、前言 钛的密度低、强度高,具有优异的耐蚀性能,用钛制作板式换热器有很强的竞争力。我国目前有不少厂家用冷压法制造钛板式换热器。换热器的板面有凸起、波纹,形状复杂,在冷态压制过程中容易产生裂纹。钛的价格昂贵,提高冲压件的成品率,降低成本有较大的经济效益。评估板料的成形性试验方法,广泛采用的是单向拉伸试验和模拟试验两种方法。单向拉伸测得的应变硬化指数“n”与厚向异性指数“γ”值是板料成形性的重要指标。n值反映板料成形时抵抗拉伸失稳、变形均匀化的能力。零件在以拉为主的变形方式中,n大的材料应变分布均匀,表面质量好,不易产生裂纹,成形性好。相反,n小的材料变形分布不均匀,表面粗糙,容易产生裂纹。γ值表示板料抵抗变薄的能力,γ愈大,变形时愈不易变薄,对拉深变形有利。但在弯曲时γ大,则外层材料不易变薄,反而容易开裂,因而γ大弯曲性能差。模拟试验按HB640—87。对于国产TA1薄板的冲压性能至今还没有进行系统的研究。本文测试了换热器用TA1板的拉伸性能σ_b,σ_(0.2),δ,n和γ值,还进行了杯突、拉深、     

侧围外板整体成形有限元仿真及试验研究

冲压成形过程的精确分析是实现大型车身覆盖件优质、精益制造的前提．在开展侧围外板零件整体成形过程有限元仿真和网格应变试验分析的基础上，深入解析了零件的成形特征和变形过程的金属流动规律，确定了侧围外板零件整体成形的关键力学性能指标和控制范围．结果表明：侧围外板零件高应变部位的变形方式为胀形-深拉延变形，平面应变值很高；该零件稳定冲压所需的材料力学性能参数为σa／σb≤0．5、6≥45％、n≥0．235、r≥2．0，其中n值和r值是影响侧围外板零件成形的主要力学性能指标。     

基于DMM加工图的Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金热塑性变形参数优化识别

通过Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V（TA15）合金多组试样热物理模拟压缩实验获得温度1073～1323K、应变速率0.01～10s-1下的真实应力-应变数据,以此作为计算应变速率敏感指数m、功率耗散系数η、失稳判据ξ三重指标的底层材料模型。以一组3D曲面形式揭示了应力、应变速率、温度、应变量的共同作用诱导的多种变形机制的转化及同时存在所引起的应变速率敏感系数m的剧烈响应,并通过m值的正负初步识别变形稳定区和失稳区。进一步绘制能量耗散图并识别出η值为负的不稳定变形区,以及η值为正的稳态变形区。在此基础上最后通过失稳判据分布图识别出ξ〉0的稳定变形区、ξ≤0的失稳变形区。最后将不同应变下的功率耗散图和失稳图叠加以构造最终所需的含应变影响的系列加工图。综合识别后,具有较高m值水平、较高η值水平、较高ξ值水平的稳定变形参数区间为优先推荐,具有负m值水平、负η值水平、负ξ值水平的失稳变形参数区间为避免推荐。     

细化晶粒对钛合金超塑性的影响

钛合金是一种重要的结构材料,晶粒尺寸对其超塑性能有着显著的影响,细晶或超细晶是钛合金在低温或高应变速率条件下获得优异超塑性性能的重要组织条件.概述了国内外钛合金细晶超塑性技术的研究进展,介绍了目前常用的制备细晶钛合金的方法(如大塑性变形法及氢处理技术)及其超塑性性能,展望了钛合金细晶超塑性技术未来的发展趋势.通过晶粒的细化,钛合金超塑性能及成形效率得到了极大提高,有利于实际生产中降低工具损耗和生产成本,为钛合金超塑成形技术的进一步推广和应用奠定了基础.     

陶瓷材料弹塑性参数仪器化压入测试方法研究

该文以典型陶瓷材料Si3N4和Al2O3为例,分别应用材料弹性模量仪器化压入测试中的两种代表性方法——Ma方法和Oliver-Pharr方法 ,对两种材料的仪器化压入测试结果进行计算。结果表明:Ma方法对陶瓷材料弹性模量的测试误差小于Oliver-Pharr方法。利用两种不同面角的四棱锥压头分别对Si3N4和Al2O3材料进行仪器化压入实验,并结合有限元数值分析方法,确定Si3N4材料的塑性参数(屈服强度σy=7 800 MPa和应变硬化指数n=0.02)和Al2O3材料的塑性参数(屈服强度σy=4 100 MPa和应变硬化指数n=0.025),从而为进一步研究陶瓷材料力学性能参数仪器化压入识别方法提供一定的理论基础。     

考虑成形历史的双相钢薄壁结构轴向冲击试验与仿真研究

金属板料塑性成形过程中局部厚度和力学属性将发生变化,进而影响成形结构的最终物理性能。针对双相钢DP590材料,以点焊连接闭口帽型薄壁结构为例,利用落锤冲击试验装置研究了冲压成形条件对结构轴向冲击变形行为的影响,并对该成形—冲击过程进行了数值模拟。试验结果表明:冲压成形构件冲击变形模式为非稳定的混合渐进—欧拉屈曲模式,且随成形压边力增加,构件冲击失稳现象加剧。相应仿真过程发现,引入冲压成形历史信息后,冲击仿真可较为真实地复现物理测试结果,为确保前期冲压成形仿真结果的可靠性,宜采用能够反应三维应力状态的七参数壳单元。