铝合金热变形的本构模型研究

黄长清，刁金鹏 ，邓华

(1. 中南大学 机电工程学院，高性能复杂制造国家重点实验室，湖南 长沙，410083；2. 湖南大学 汽车车身先进设计制造国家重点实验室，湖南 长沙，410082；3. 湖南大学 材料科学与工程学院，湖南 长沙，410082)

6×××铝合金是一种可热处理强化铝合金，此类合金具有良好的可成形性、抗蚀性、可焊性以及较强的疲劳强度与中等的静态强度，用于制造飞机油箱、油管，汽车、船舶等交通运输装备的钣金件、仪表、街灯支架、制泠装置、电视塔、钻设备、导弹零件、铆钉线材等[1-5]，它也是欧美全铝汽车覆盖件的首选材料。作为全铝汽车覆盖件用的铝合金，需要通过热轧和冷轧工艺来制成符合冲压成形要求的板材。在热轧或热变形过程中，材料的高温流变应力σ取决于变形温度T和应变速率ε&。通过引入Zener-Hollomon参数，将流变应力σ表达为参数Z的指数函数关系、幂函数关系和双曲函数关系，为用参数Z研究变形条件与材料组织和性能演变的关系提供方便[6-7]。然而，在上述描述热变形流变应力行为的函数关系中，材料常数通常认为与温度无关。实际上，在高温压缩变形实验中产生的变形热对真应力-真应变曲线也有一定影响，变形热能的存在会导致实际变形温度升高从而使材料出现软化现象[8]。因此，在铝合金热变形过程中，有必要考虑温升对流变应力的影响。许多学者[9-10]对作为高强材料的2×××，7×××和5×××系某些重要铝合金的流变行为和本构关系进行了研究，但对6×××系尤其是作为汽车覆盖件使用的铝合金材料的研究较少。……