[发明专利]一种亚稳复相金属材料流变应力模型的构建方法

说明书

本发明公开了一种亚稳复相金属材料流变应力模型的构建方法，属于金属材料分析技术领域，包括以下步骤：S1：构建组成相体积分数物理模型；S2：构建组成相应力物理模型；S3：构建流变应力模型；S4：计算得到流变应力模型。本发明针对含亚稳相金属材料，在建立了具有物理冶金意义、体现组成相对其流变应力贡献的应力‑应变模型的同时，还便于深入区分理解组成相在亚稳金属材料加工硬化过程中的作用和贡献；另外采用本发明的模型构建方法及模型可编写成标准计算软件，进一步提高获取相关信息的效率，值得被推广使用。

技术领域

本发明涉及金属材料分析技术领域，具体涉及一种亚稳复相金属材料流变应力模型的构建方法。

背景技术

先进高强度金属材料既是发展高新技术的基础也是制造环保型设备的关键，在汽车、石油化工等行业有着广泛需求。虽然均匀结构、单相超细晶金属材料具有超高强度，但伴随的有限加工硬化导致的极小均匀塑性变形能力限制了其作为结构材料的用途。

近年来的研究结果表明，将显微结构设计为高强度基体+亚稳相构成的复相组织具有同时提高金属材料强度和塑性的巨大潜力。含亚稳相的超细晶金属材料具有良好塑性变形能力的原因在于亚稳相具有的TRIP效应(相变诱导塑性)可使材料具有优异的加工硬化能力。因此，建立体现含亚稳相金属材料中各组成相对流变应力或加工硬化率贡献的模型将有利于深入理解含亚稳相金属材料的塑性变形机理，以便基于塑性变形机理开发相关调控方法进一步改善其塑性变形能力。

目前，所建立的相关模型多针对单个应变诱导相变过程，但是实际上近期开发的含亚稳相金属材料存在多个应变诱导相变过程。例如，亚稳超细晶奥氏体不锈钢会同时发生奥氏体向体心立方马氏体、奥氏体向六方马氏体和六方马氏体向体心立方马氏体的应变诱导相变过程。现有基于单个应变诱导相变的流变应力模型显然无法准确描述具有多个应变诱导相变过程的金属材料的塑性变形行为。因此，有必要在现有明确物理含义模型的基础上针对含多个应变诱导相变过程的金属材料，建立体现各组成相对流变应力或加工硬化率贡献的模型以便深入；理解这类金属材料的塑性变形机理。为此，提出一种亚稳复相金属材料流变应力模型的构建方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何建立体现各组成相对流变应力或加工硬化率贡献的模型以便深入理解这类金属材料的塑性变形机理，提供了一种亚稳复相金属材料流变应力模型的构建方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括以下步骤：

S1：使用Olson-Cohen模型或其他具有物理意义的模型构建亚稳金属材料在塑性变形过程中产生的新相P1，P2，…Pi的体积分数V_P1，V_P2…V_Pi随应变(ε)变化的关系；

步骤S1的具体过程如下：

S11：分别将P1作为一个整体，(P1+P2)作为一个整体，…(P1+P2+…+Pi)作为一个整体，使用Olson-Cohen模型V_P＝1-(1-V⁰)exp{-β[1-exp(-αε)]^m}或其他具有物理意义的模型建立它们的体积分数V_P1，V_P1+P2，…V_P1+P2+…+Pi随应变ε变化的关系，如下所示；

V_P1＝1-(1-V₁⁰)exp{-β1[1-exp(-α1ε)]^m1} (1-1)

V_P1+P2＝1-(1-V₂⁰)exp{-β2[1-exp(-α2ε)]^m2} (1-2)

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