【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于材料科學與金屬加工，具體涉及一種確定混晶組織材料動態再結晶臨界點的方法。
技術介紹
1、混晶組織材料在熱加工過程中表現出獨特的變形行為，這是由于其晶粒大小和形狀的多樣性造成的。這種組織結構的不均勻性導致了動態再結晶行為的復雜性，使得確定動態再結晶的臨界應變值成為一項挑戰。臨由于界應變值是影響材料加工性能和成品質量的關鍵參數，因此，臨界應變值的精確確定對于控制材料的微觀結構和最終性能至關重要。
2、目前，確定混晶組織材料動態再結晶臨界點的主要方法是poliak等人提出的，該方法通過分析應變硬化率(θ＝dσ/dε)與流變應力(σ)的關系曲線的拐點來確定動態再結晶臨界點。然而，在實際應用中，這種方法存在一些局限性。首先，為了準確識別拐點，常常需要對數據進行多次擬合，這不僅增加了計算的復雜性，還可能引入擬合誤差。其次，由于數據噪聲或材料本身的特性，拐點在曲線中可能不明顯，這使得臨界點的確定變得困難和不準確。
技術實現思路
1、針對上述現有技術的缺點，本專利技術提供一種確定混晶組織材料動態再結晶臨界點的方法。
2、為實現上述目的，本專利技術采取的技術方案為：
3、一種確定混晶組織材料動態再結晶臨界點的方法，包括如下步驟：
4、(1)通過熱模擬實驗，對混晶組織材料進行單向熱壓縮或熱拉伸測試，記錄某一特定變形溫度和應變速率條件下的真應力和真應變數據，繪制真應力-真應變曲線；
5、(2)采用多項式函數對塑性變形階段的真應力和
6、所述多項式函數為
7、
8、σ為真應力，ε為真應變，an，an-1，...，a1，a0為通過擬合過程得到的系數，n為多項式的階數；
9、(3)對多項式函數的公式(1)進行求導，得到一個連續的加工硬化率θ曲線：
10、
11、(4)根據公式(1)和公式(2)繪制加工硬化率θ與真應力σ的關系曲線；
12、(5)在步驟(1)得到的真應力-真應變曲線中獲得實測峰值應力σp，假設實測峰值應力σp為動態回復過程達到飽和狀態的動態回復飽和應力值σdrvs，在真應力-真應變曲線中實測峰值應力σp對應的應變為峰值應變εp；
13、(6)在加工硬化率θ與真應力σ的關系曲線圖中，在橫坐標上找到對應峰值應力σp的位置點(σp，0)；
14、(7)利用origin軟件的tangent插件，對加工硬化率θ與真應力σ的關系曲線進行切點位置的調整，通過調整切線位置，使得切線與x軸的交點位于點(σp，0)，切線與加工硬化率θ與真應力σ的關系曲線的切點為臨界點(σc，θc)；
15、(8)在步驟(2)得到的擬合的真應力-真應變曲線中，查找與臨界點(σc，θc)相對應的臨界應力值σc，并記錄臨界應力值σc對應的臨界應變值εc，得到動態再結晶臨界點(σc，εc)；
16、(9)計算峰值應變εp與臨界應變值εc的比值，以檢驗峰值應變εp與臨界應變值εc的比值是否符合sellars模型的預測范圍；
17、若εc＝(0.3～0.9)εp，則峰值應變εp與臨界應變值εc的比值符合sellars模型的預測范圍，則點(σc，εc)為動態再結晶臨界點。
18、本專利技術基于一個關鍵假設：峰值應力σp代表動態回復過程中的飽和應力值，此時材料內部的位錯密度達到一個動態平衡狀態，不再顯著增加，動態回復作為動態再結晶的前奏，其階段結束的標志即是峰值應力的出現，隨后材料內部新晶粒的形成標志著動態再結晶的開始，從而完成了從動態回復到動態再結晶的微觀結構演變。
19、作為本專利技術的優選實施方案，所述混晶組織材料的平均晶粒尺寸小于1μm，且1μm以內的晶粒占比超過50％。
20、作為本專利技術的優選實施方案，所述混晶組織材料是通過對合金材料在高溫下進行變形處理得到的；所述變形處理為等通道轉角擠壓、高壓扭轉、累積疊軋、多向鍛造、熱機械處理、粉末冶金和激光融化沉積中的一種或幾種。
21、作為本專利技術的優選實施方案，通過金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、電子背散射衍射技術對樣品進行微觀結構測試，獲得混晶組織材料的晶粒大小。
22、作為本專利技術的優選實施方案，本專利技術通過步驟(1)中真應力-真應變曲線的斜率變化來識別彈性變形向塑性變形轉變的節點，具體為：彈性變形向塑性變形轉變的節點在真應力-真應變曲線上表現為斜率的顯著降低，標志著材料從遵循胡克定律的線彈性變形階段過渡到非線性塑性變形階段。在彈性階段，真應力σ與真應變ε之間保持線性關系，遵循公式σ＝e*ε，其中e是材料的楊氏模量。然而，一旦材料進入塑性變形區域，這種線性關系不再成立，真應力-真應變曲線開始展現出非線性特征，因此，彈性變形向塑性變形轉變的節點之后的數據為塑性變形的數據段。
23、作為本專利技術的優選實施方案，所述多項式函數通過origin軟件自動生成塑形變形階段擬合的真應力-真應變曲線，并通過調整多項式階數來找到相關系數r2>0.995的最佳擬合多項式函數。具體步驟包括：將塑性變形的整個數據段導入origin，使用散點圖功能繪制數據點，多項式階數≤9的多項式函數通過simple?fit插件選擇相關系數r2>0.995的多項式階數進行擬合，或多項式階數＞9的多項式函數使用nonlinear?curve?fit手動輸入更高階數的相關系數r2>0.995的多項式公式進行擬合。擬合完成后，origin會顯示調整后的多項式函數和對應的擬合曲線，與原始數據點一同展示在圖表中。
24、與現有技術相比，本專利技術的有益效果為：本專利技術利用合適階數的多項式函數對真應力-真應變曲線進行精確擬合，有效減少測量數據中的噪聲，提升信噪比。同時，使用多項式函數的一般形式靈活適應不同材料的變形復雜性，確保了擬合的準確性。在臨界點定位方面，本專利技術通過合理的假設和明確定義的動態回復飽和應力值，利用origin軟件的tangent插件通過切點調整，精確確定識別動態再結晶臨界點，并記錄了與臨界點相對應的臨界應力值和臨界應變值，為材料加工提供了關鍵的工藝參數，從而顯著提升了整個過程的系統性和實用性。
25、最后，本專利技術所述方法還包括樣品制備、微觀結構表征、熱模擬實驗和數據記錄等步驟，旨在簡化臨界應變值的確定過程，提高準確性和效率，為優化熱加工工藝參數提供可靠依據。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種確定混晶組織材料動態再結晶臨界點的方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述確定混晶組織材料動態再結晶臨界點的方法，其特征在于，所述混晶組織材料的平均晶粒尺寸小于1μm，且1μm以內的晶粒占比超過50％。
3.如權利要求1所述確定混晶組織材料動態再結晶臨界點的方法，其特征在于，所述步驟(1)得到的真應力-真應變曲線中，混晶組織材料在加載過程中隨真應變的增加從彈性變形階段過渡到塑性變形階段；其中彈性變形階段為在真應力-真應變曲線中，真應力σ與真應變ε之間為線性關系，遵循公式σ＝E*ε，其中E為楊氏模量；塑性變形階段中真應力-真應變曲線中真應力σ與真應變ε為非線性關系。
4.如權利要求1所述確定混晶組織材料動態再結晶臨界點的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，多項式函數的獲取，包括如下步驟：將塑性變形階段的真應力和真應變數據導入Origin軟件中，然后多項式階數≤9的多項式函數通過Simple?Fit插件選擇相關系數R2>0.995的多項式階數進行擬合，或多項式階數＞9的多項式函數使用Nonlinear?Curve?Fit
...【技術特征摘要】
1.一種確定混晶組織材料動態再結晶臨界點的方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述確定混晶組織材料動態再結晶臨界點的方法，其特征在于，所述混晶組織材料的平均晶粒尺寸小于1μm，且1μm以內的晶粒占比超過50％。
3.如權利要求1所述確定混晶組織材料動態再結晶臨界點的方法，其特征在于，所述步驟(1)得到的真應力-真應變曲線中，混晶組織材料在加載過程中隨真應變的增加從彈性變形階段過渡到塑性變形階段；其中彈性變形階段為在真應力-真應變曲線中，真應力σ與真應變ε之間為線性關系，遵循公式σ＝e*ε，其中e為楊氏模量；塑性變形階段中...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊應湘，馮中學，楊斌，王鶴，陳敏，張雪峰，
申請(專利權)人：昆明理工大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。