利用Gleeble-1500热模拟试验机对6005A和6082铝合金进行高温等温压缩试验,研究了在变形温度为450~550℃和应变速率为0.005~10 s-1条件下两种铝合金的热变形流变行为.6005A铝合金在低应变速率条件下,不同变形温度时的流变曲线均呈现波浪形特征,随着应变速率的增加,硬化和软化接近平衡,表现为稳态流变特征;在高应变速率条件下,硬化过程占据主导地位,回复和硬化过程的竞争使流变曲线呈现波浪形上升的趋势.6082铝合金在低应变速率情况下,不同变形温度时的流变曲线未出现周期性波动;在中等应变速率条件下也表现为稳态流变特征;在高应变速率条件下出现波浪形特征.两种铝合金均为正应变速率敏感材料,其热变形是受热激活控制.最后给出了铝合金热变形条件下流变应力、应变速率和变形温度三者之间的关系式

绪论 §0.1 材料加工在国民经济中的地位特点 §0.2 材料加工的内涵 §0.3 金属塑性加工 §0.4 塑性加工理论的发展概况 §0.5 本课程的任务 §0.6 金属材料加工的主要方向 §0.7 几个重要的概念 金属塑性加工原理 Principle of Plastic Deformation in Metal Processing 第一篇 塑性变形力学基础 第1章 应力分析与应变分析 §1.1 应力与点的应力状态 §1.2 点的应力状态分析 §1.3 应力张量的分解与几何表示 §1.4 应力平衡微分方程 §1.5 应变与位移关系方程 §1.6 点的应变状态 §1.7 应变增量 §1.8 应变速度张量 §1.9 主应变图与变形程度表示 第2章 金属塑性变形的物性方程 §2.1 金属塑性变形过程和力学特点 §2.2 塑性条件方程 §2.3 塑性应力应变关系（本构关系） §2.4 变形抗力曲线与加工硬化 §2.5 影响变形抗力的因素 工程塑性理论 第二篇 金属塑性变形力学解析方法 第3章 金属塑性加工变形力的工程法解析 §3.1 工程法及其要点 §3.2 直角坐标平面应变问题解析 §3.3 圆柱坐标轴对称问题 §3.4 极坐标平面应变问题解析 §3.5 球坐标轴对称问题的解析 第4章 滑移线理论及应用 §4.1 概述 §4.2 平面应变问题和滑移线场 §4.3 汉盖（Hencky）应力方程——滑移线的沿线力学方程 §4.4 滑移线的几何性质 §4.5 应力边界条件和滑移线场的绘制 §4.6 三角形均匀场与简单扇形场 第5章 功平衡法和上限法及其应用 §5.1 功平衡法 §5.2 极值原理及上限法 §5.3 速度间断面及其速度特性 §5.4 Johnson上限模式及应用 §5.5 Aviztur上限模式及应用

利用MTS810材料试验机对真空钎焊普碳钢蜂窝夹芯板的面外压缩性能进行了实验测试.分析了面外压缩变形特性以及结构参数对蜂窝夹芯板面外压缩强度的影响.研究发现,普碳钢蜂窝夹芯板的面外压缩变形可分为弹性变形、塑性变形和压实三个阶段.蜂窝胞壁厚度与胞壁边长的比值t/a是影响塑性变形初期变形方式的主要因素.比值t/a>0.0427时,塑性变形初期以屈服方式进行;t/a<0.0427时,塑性变形初期以屈曲方式进行.在结构参数对性能的影响中,胞壁厚度对蜂窝夹芯板的初始压缩强度和峰值抗压强度影响最大,胞壁边长的影响次之,而面板及夹芯厚度的影响较小

在Gleeble-3800热模拟试验机上进行大变形等温压缩试验,研究Cr-Co-Mo-Ni齿轮钢的高温热变形行为和显微组织,分析材料流变应力与变形温度和应变速率的关系,建立热变形过程的本构方程和热加工图.该材料的流变应力随着温度的升高而下降,随应变速率的增加而增加;用双曲正弦函数式可描述其在热变形过程中的流变应力,热变形活化能为487.21k J·mol-1;热加工图显示的适宜加工区间为温度1000-1100℃,应变速率0.1-1 s-1.在热模拟试验基础上进行该钢种锻造工艺的有限元模拟,并结合热加工图分析初锻温度和加工道次对于锻件温度和应变速率的影响,得出适宜的模锻工艺参数为初锻温度1000-1100℃,锻造道次15次

为了解决Cr20Ni80电热合金锻造开裂的问题,在Gleeb-1500D热模拟试验机上对该合金进行热压缩试验,研究变形温度为900-1220℃,应变速率为0.001-10 s-1条件下的热变形行为,并根据动态材料模型建立合金的热加工图.合金的真应力-真应变曲线呈现稳态流变特征,峰值应力随变形温度的降低或应变速率的升高而增加;热变形过程中稳态流变应力可用双曲正弦本构方程来描述,其激活能为371.29 kJ·mol-1.根据热加工图确定了热变形流变失稳区及热变形过程的最佳工艺参数,其加工温度为1050-1200℃,应变速率为0.03-0.08 s-1.优化的热加工工艺在生产中得到验证

采用基于应变梯度理论的假设应变有限元方法研究了微尺度梁弯曲的尺寸效应.在假设应变单元设计中,非局部的应变梯度项通过围绕高斯点的胞元进行数值积分得到.在本构方程中引入等效应变梯度项,在积分本构方程时就可以反映材料在微细变形时的尺寸效应.为了验证本方法的正确性,对微尺度下的悬臂梁进行了模拟计算.计算结果与已发表的实验结果比较吻合,表明可以模拟出材料微细变形的尺寸效应,具有较好的计算精度

采用热挤压和冷轧工艺生产HR3C无缝钢管，金属冷成型过程和成品性能均表明热挤压加冷轧工艺生产高合金难变形材料具有明显优势.热挤压加工变形时金属承受三向压应力，可以提高金属的综合性能；通过冷轧加工改善管材表面质量和尺寸精度，可以确保材料在特殊环境中使用安全性更高

通过包覆浇铸+热轧变形工艺,制备了Q235/CrWMn钢复合刀具材料,并用扫描电子显微镜(SEM)和维氏硬度仪分析了复合材料的界面组织、成分和性能的变化规律.实验结果表明,通过真空冶炼浇铸以及变形量超过90%的热轧工艺,可以实现两种组元金属材料之间的冶金结合,其中Cr、W等元素的过渡层宽度仅为10～40μm.随后的热处理研究发现,复合材料在830±5℃保温后空冷或者油淬时,Q235一侧为珠光体+铁素体组织,CrWMn一侧为马氏体组织,其硬度可达600～750HV,使复合刀具材料同时具有较好的韧性和强度

在机械制造中,广泛采用轧制、锻造、冲击、冷压与冷镦等成形工艺,各 种压力加工方法都应使金属材料按预定的要求进行塑性变形,以使其内部的组织和结构发 生变化,从而达到不同的性能指标。塑性变形是强化金属的重要手段。变形后的金属在加 热时发生回复和再结晶,进一步影响工件最终的组织及性能。研究金属材料塑性变形及再 结晶过程,有助于深入理解变形加工过程中组织演变规律及各种力学性能变化的本质,在生 产实践中充分发挥金属材料的强度潜力,为确定合适的压力加工工艺和退火工艺提供依据

12–1 杆件变形位能的计算 12–2 卡氏定理 12–3 莫尔定理 12–4 计算莫尔积分的图乘法 12–5 互等定理 12–6 虚功原理