[发明专利]一种高熵合金触变本构模型的建立方法

说明书

本发明属于合金性能研究领域，涉及一种高熵合金触变本构模型的建立方法。本发明包括以下步骤：采用单向等温压缩试验，得到高熵合金在不同应变速率和变形温度时的真应力‑应变曲线；考虑到液相分数对触变成形中流动应力的影响，将修正项S＝(1‑γf_L)^K引入到Arrhenius方程中，推导出待拟合的高熵合金半固态区峰值应力的本构模型；拟合得到不同温度下和的散点图，通过Arrhenius方程线性拟合结果求出高熵合金触变本构模型的各参数值，代入待拟合半固态区峰值应力方程；采用超定方程的最小二乘解法求解A、K、Q参数，完成高熵合金触变本构模型的建立。最后将不同的变形温度和应变速率代入高熵合金触变本构模型中，获得计算值来验证峰值应力方程的可靠性。

技术领域

本发明属于合金性能研究领域，涉及一种高熵合金触变本构模型的建立方法。

背景技术

材料的本构关系可以很好的描述合金的热变形过程，而热压缩变形的真应力-应变关系就可以反映出材料的本构特性。目前，本构模型主要分为三种：一种是基于物理关系的纯数学模型，一种是经验或半经验模型，最后一种是基于试验建立的模型。第三种模型的方法主要是在实验过程中，通过改变热加工参数(如变形温度、变形速率等)，测得合金的宏观力学性能变化，将这两者结合起来，建立基于实验的理论模型，在实际应用中较为常见。研究应力的改变可以深入了解合金加工过程中微观组织和力学性能的变化，探究其塑性变形机制对其塑性加工过程的控制。因此，提出一种高熵合金触变本构模型的建立方法，对高熵合金半固态成形技术的开发和应用具有重要的指导意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供了一种高熵合金触变本构模型的建立方法，为半固态高熵合金在高固相率下触变成形数值模拟提供可靠的依据。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种高熵合金触变本构模型的建立方法，包括以下步骤：

(1)采用单向等温压缩试验，得到高熵合金在不同应变速率和变形温度时的真应力-应变曲线，变形温度处于固-液相线之间；

(2)考虑到液相分数对触变成形中流动应力的影响，将修正项S＝(1-γf_L)^K引入到Arrhenius方程中，推导出待拟合的高熵合金半固态区峰值应力的本构方程；

(3)拟合得到每条应力-应变曲线所对应的不同温度下和的散点图，通过Arrhenius方程线性拟合结果求出高熵合金触变本构模型的各参数值，代入待拟合半固态区峰值应力方程；

(4)采用超定方程的最小二乘解法求解A、K、Q参数，完成高熵合金触变本构模型的建立；

(5)将不同的变形温度和应变速率代入高熵合金触变本构模型中，获得计算值来验证峰值应力方程的可靠性。

所述的高熵合金触变本构模型的建立方法，应变速率为0.01s^-1、0.1s^-1、1s^-1、5s^-1，变形温度为420℃、425℃、430℃、440℃。

所述的高熵合金触变本构模型的建立方法，高熵合金为Al₁₅Mg₄₅Li₃₉Ca_0.5Si_0.5，在触变成形时液相分数f_L50％，取γ＝2，故添加的液相修正项为S＝(1-2f_L)^K；式中液相率f_L由公式(1)求出：