超细晶微压缩实验结果表明:应变速率对细晶材料的流动应力影响较大,随着应变速率的提高,流动应力逐渐增加,而对粗晶试样的流动应力影响不明显。在细晶条件下,随着试样尺寸的减小材料的流动应力逐渐降低,而在粗晶条件下时,随着试样尺寸的减小,流动应力反而增大。随着晶粒尺寸的减小材料的流动应力逐渐增大,加工硬化越来越弱,而当晶粒粗大时,材料的流动应力出现了反常,这与粗晶试样晶粒变形协调性较差有关。通过SEM观察,结果表明在粗晶条件下,晶粒内部出现了明显的滑移带,随着晶粒尺寸的减小,滑移带越来越不明显,在超细晶条件下没有明显的滑移带,但可以发现晶粒沿晶界剪切变形。
通过对压缩试样EBSD微观组织观察,结果表明:在粗晶条件下,随着应变的增加,晶粒内部的亚结构逐渐增多,并且其小角晶界取向差有逐渐增大的趋势,对于超细晶,其变形前后微观组织并没有发生明显的变化。在粗晶条件下,随着试样尺寸的减小,晶粒内部变形均匀性越来越差,而超细晶的变形协调性较高,试样尺寸对微观组织的影响较弱[10]。
对金属的数值模拟的一些研究如下:
任涛林利用Abaqus软件对铝合金进行热轧模拟,分别模拟了带凹槽的轧辊和不到凹槽的轧辊的轧制过程,分析了轧后铝合金等效应变分布规律,说明了此轧制方法符合轧辊轧制过程中板材变形特点[11]。
李乃朴利用Abaqus有限元分析软件,通过等径角挤压法模拟了2A12铝块挤压变形过程,进行多次ECAP实验,得出变形温度在塑性变形过程中起重要作用[12]。
许德鹏等通过DEFORM-3D有限元分析软件模拟了1060铝多道次等通道角变形过程中等效应变、等效应力、载荷。得出1060铝经过8道次等通道角挤压后主要变形区等效应变可达到9。22;等效应力主要集中在模具拐角处,可达130MPa;从第5道次开始到结束,挤压载荷的峰值平稳,达到54。8kN等结论[13]。
蒋红辉等采用Taylor模型,考虑了轧制过程中摩擦因素的变化,对具有初始织构的高纯铝冷轧织构进行了模拟。得出在两种不同的冷轧润滑条件下,高纯铝轧制织构的模拟结果与实测结果吻合得较好[14]。
刘晓波等根据热精轧工艺特点,把铝带轧制变形区三维应力模型和热精轧变形抗力模型相结合,对常用的几种牌号的铝带在热精轧时变形区轧制力分布进行了数值模拟,通过与实测值比较,两者基本吻合,表明数值模拟的结果是可信的[15]。
M。Korthauer通过有限元法建立拉拔过程数值模型,研究铝合金材料中高强度颗粒的尺寸大小对材料断裂缺陷、硬度、耐腐蚀性等材料性能的影响,结果表明颗粒尺寸与材料产生断裂缺陷有一定影响[16]。
Muhmmad Awais等利用有限元方法建立管材热制数值模型,研究了不同轧制温度下其成型后的力学性能,优化了工艺参数并解决了管材轧制过程中变形形状不稳定的情况。实验结果与模拟结果对比,验证了数值模拟的正确性[17]。
许志强利用相对密度法,通过有限元模拟方法,建立孔洞缺陷棒材的轧制过程模型,结果表明对于有孔洞缺陷的棒材,其轧制过程要加大下压量并尽量减少轧制道次,才能更好的压封孔洞缺陷[18]。
S.L.Semiatin、R.Shivpuri通过有限元分析软件,对热变形过程进行有限元数值模拟,研究微观组织演变机理,预测晶粒形状尺寸及其分布情况[19 20]。