[发明专利]一种超声滚压表层微观组织调控方法

权利要求书

1.一种超声滚压表层微观组织调控方法，其特征在于，所述调控方法具体步骤如下：

(1)采用Abaqus软件对超声滚压过程进行理论计算与数值模拟，分析不同超声滚压参数对材料应变ε及应变率的影响规律，并建立关联，同时获得超声滚压过程中有效的应变及应变率范围，其中，材料超声滚压过程中应变率的数量级在10²s^-1-10³s^-1范围内，所述不同超声滚压参数为超声振幅、滚压力、工件转速、进给速度；

(2)基于步骤(1)获得的应变ε及应变率采用霍普金森压杆实验设备测试工件材料在所述应变率条件下的动态力学性能，获得不同应变率下的真实应力-应变(σ_T-ε_T)曲线，其中，测试时需产生足够的应变以使材料发生动态再结晶，即材料真实应力-应变(σ_T-ε_T)曲线上表现出较为稳定的流变应力阶段；

(3)根据步骤(2)获得的真实应力-真实应变(σ_T-ε_T)曲线，分别确定不同应变率下材料发生动态再结晶的临界应变量ε_C：确定流变应力中的峰值应力，计算峰值应力前的流变应力阶段对应的应变硬化率θ＝dσ_T/dε_T，得到θ-σ_T曲线，进一步计算得到(-dθ/dσ_T)-σ_T曲线，确定曲线最小值对应的σ_T，即为临界应力σ_C，通过临界应力σ_C在所述真实应力-应变(σ_T-ε_T)曲线上直接读取所对应的真实应变值，即为动态再结晶临界应变量ε_C，从不同应变率下的真实应力-应变(σ_T-ε_T)曲线中，得到不同应变率下的动态再结晶临界应变ε_C，所述动态再结晶临界应变量ε_C小于峰值应力所对应的应变量；所述不同应变率包括3000s^-1、3500s^-1、4000s^-1；

(4)根据步骤(3)中不同应变率下的动态再结晶临界应变量ε_C，结合步骤(1)中通过理论计算与数值模拟所获得的不同超声滚压参数对材料应变ε及应变率的影响规律，调整所述超声滚压参数，控制材料塑性变形过程中的应变、应变率，从而实现对材料微观组织晶粒细化的精确调控；

所述方法还包括：通过理论计算与数值模拟方法分析不同变形条件下温度对动态再结晶临界应变量ε_C的影响规律，并建立关联，即测试工件材料在不同温度下的真实应力-应变(σ_T-ε_T)曲线，以此获得不同温度下动态再结晶临界应变量ε_C。