ACC复合管行星轧制物理模拟及工艺优化(1)——3003铝合金本构关系及加工图

为获得铝包铜(aluminum-copper-clad,简称ACC)复合管行星轧制的加工窗口,对3003铝合金的热压缩变形进行模拟研究。采用Arrhenius及Z参数模型,建立3003铝合金本构方程,对其进行应变修正,同时采用动态材料模型理论建立该合金在不同应变量下的加工图,研究变形速率与变形温度等参数对3003铝合金性能的影响,并通过扫描电镜观察与分析在不同条件下压缩变形样品的显微组织。结果表明:3003铝合金热压缩变形的流变应力随变形温度升高、随应变速率下降而下降,在较高变形温度下出现动态再结晶现象;所得本构方程可精确预测该合金热变形过程中的流变应力,合金加工图中主要存在3个效率峰区:350~570 K,0.01~0.04 s~(-1),对应效率值23%~37%;375~500 K,6~10 s~(-1),对应效率值4.6%~6.6%;650~773 K,0.01~10 s~(-1),对应效率值19%~24%。变形温度较低的效率峰区处于失稳区内,而高温效率峰区下不存在失稳区,变形组织均匀。