[发明专利]一种金属材料变形能力预估方法

权利要求书

1.一种金属材料变形能力预估方法，其特征在于，包括步骤：

S1.对待测金属材料试样的内部晶粒取向分布图进行标定；

S2.指定一个外载荷方向，从取向分布图中提取每个晶粒的取向数据，并计算每个晶粒内部主要变形机制的SF值；

S3.统计每个晶粒与其相邻晶粒之间的变形协调因子；

S4.根据得到的SF值和变形协调因子计算每个晶粒内滑移系的综合协调系数；

S5.根据所有晶粒内滑移系的综合协调系数计算平均综合协调系数值，并把所述平均综合协调系数值作为预估金属材料在指定外载荷方向上的变形能力的指标；

步骤S3中，采用以下公式计算晶粒与其相邻晶粒之间的变形协调因子：

其中，为变形协调因子，为两滑移系的滑移方向夹角，为两滑移系滑移面法向夹角；

若待测金属材料的主要变形机制只有一种，则步骤S4包括步骤：

S401.根据以下公式计算晶粒与相邻任一晶粒之间的协调系数：

其中，为晶粒B与相邻晶粒A之间的协调系数，为晶粒A和晶粒B之间的变形协调因子，为指定外载荷方向下晶粒A内部主要变形机制的SF值，为指定外载荷方向下晶粒B内部主要变形机制的SF值；

S402. 计算晶粒与所有相邻晶粒之间的平均协调系数，作为晶粒内滑移系的综合协调系数；

若待测金属材料的主要变形机制不止一种，则步骤S4包括步骤：

S403. 通过粘塑性多晶体自洽模型拟合材料的真应力应变曲线和织构演化数据，获得各种主要变形机制的临界剪切力；

S404. 根据以下公式计算晶粒与相邻任一晶粒之间的协调系数：

其中，代表在指定外载荷方向下主要变形机制中最容易被激活的变形机制，为晶粒B与相邻晶粒A之间的协调系数，为晶粒A和晶粒B之间的变形协调因子，为指定外载荷方向下晶粒A内部机制的SF值，为指定外载荷方向下晶粒B内部机制的SF值，为晶粒A内机制被激活的临界剪切力，为晶粒B内机制被激活的临界剪切力；

S405. 计算晶粒与所有相邻晶粒之间的平均协调系数，作为晶粒内滑移系的综合协调系数。

2.根据权利要求1所述的金属材料变形能力预估方法，其特征在于，步骤S1中，依次对待测金属材料试样进行机械抛光、电解抛光后，再通过电子背散射衍射标定待测金属材料试样的内部晶粒取向分布图。

3.根据权利要求1所述的金属材料变形能力预估方法，其特征在于，步骤S2中，利用以下公式计算晶粒内部的SF值：

其中，为滑移方向与外载荷方向的夹角，为滑移面法向与外载荷方向的夹角。

4.根据权利要求1所述的金属材料变形能力预估方法，其特征在于，若待测金属材料为面心立方金属，则其主要变形机制为{111}10-1滑移系。

5.根据权利要求1所述的金属材料变形能力预估方法，其特征在于，若待测金属材料为密排六方金属，则其主要变形机制为基面滑移和拉伸孪生。

6.根据权利要求1所述的金属材料变形能力预估方法，其特征在于，步骤S5中，根据以下公式计算平均综合协调系数值：

其中，为平均综合协调系数值，n是待测金属材料试样中晶粒的总数，是第i个晶粒的综合协调系数。