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冷擠壓成形低碳鋼在恒速率變形條件下的應變硬化行為研究

時間:2015-3-31 16:14:33

  冷擠壓技術是一種高效的塑性成形加工技術,具有較高的生產效率和材料利用率,而且成形後可以獲得較高的綜合力學性能和較好的製品表麵質量,因而得到了廣泛的應用。有限元數值模擬技術在塑性成形領域發展迅速,並取得成功應用,為冷擠壓成形模具設計和工藝優化提供了強有力的工具。在數值模擬過程中需要輸入被擠壓材料的應變硬化模型。關於金屬材料的應變硬化行為,有學者提出了應變硬化指數n值的概念,並從經驗上建立了包含n值的金屬拉伸變形的指數方程σ=Kεn。然而,也有學者通過對不同的典型變形路徑下的應變硬化進行研究,認為恒速率變形應變硬化指數、恒應變速率應變硬化指數、恒載荷應變硬化指數,隨真應變的變化規律是完全不相同的。低碳鋼作為一種被廣泛采用的冷擠壓成形用材料,研究其應變硬化行為對改善數值模擬的精確性具有重要意義。

  實驗材料為低碳鋼,其化學成分(質量分數,%)為:0.15C,<0.35Si,<1.40Mn,<0.03P,<0.035S。經920℃×15min加熱淬火和400℃×1h回火熱處理後加工成Φ5mm×25mm標準圓柱試樣。在常溫下進行拉伸,拉伸速度為3mm/min。
  磷鐵球材料的拉伸過程中,恒變形速率條件下,屈服後的應變硬化階段真應力-真應變滿足關係式σ=exp[Alnε+B(lnε)2/2+C],頸縮條件為A+Blnε-ε=0,式中A、B和C為常數。