[发明专利]α钛变形过程介观应力和织构的半定量预测及可视化方法

权利要求书

1.一种α钛变形过程介观应力和织构的半定量预测及可视化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1，基于α钛合金材料的微观结构，建立包含材料织构的代表体积元模型RVE；

步骤2，α钛合金材料在载荷作用下发生塑性变形，随后通过电子背散射衍射技术EBSD表征α钛合金材料的微观变形组织，确定α钛合金材料的介观变形行为，建立α钛合金材料在载荷形式下的晶体塑性模型，并初步确定晶体塑性材料参数；

步骤3，以α钛合金材料的宏观力学曲线和α钛合金材料织构演化结果为标的，用开源软件DAMASK谱方法对步骤2获得的晶体塑性模型进行多次试算，并修正晶体塑性材料参数；

步骤4，基于修正的模型及晶体塑性参数，用开源软件DAMASK谱方法计算获得α钛合金材料在载荷作用下介观应力和织构的半定量预测结果；

所述的步骤1中代表体积元模型RVE建立的具体方法为：

(1)将α钛合金材料通过XRD方法获得的织构数据通过python程序转换为格式1的文本数据；所述的织构数据包含欧拉角数据及相应的权重；

(2)修改格式1的文本数据的文件头和文件类型以适用于DAMASK公开的hybrid IA前处理程序，经处理后得到与代表体积元所含晶粒数量一致的织构数据；

(3)将步骤(2)获得的织构数据替换代表体积元RVE的原始织构数据，获得包含XRD测量织构的代表体积元RVE；

步骤5，采用python程序辅助开源软件MTEX对介观应力和织构的半定量预测结果进行可视化；

所述的步骤2建立α钛合金材料在特定加载形式下的晶体塑性模型的具体方法为：

A、针对不同的变形温度水平，通过查询获得α钛合金材料的各向异性弹性材料参数；

B、对α钛合金材料的微观变形组织进行EBSD表征，确定材料活动滑移系、孪晶系的类型和数量；根据α钛合金材料的密排六方HCP相基面滑移系与柱面滑移系的比例关系，初步猜定晶体塑性模型相应的滑移系和孪晶系的临界分切应力CRSS；

C、滑移系统的剪切速率的演化关系为：

其中，为孪晶体积分数，为滑移系统的初始剪切速率，τ^α为滑移系的分切应力，ξ^α为其临界值；

孪晶系统的剪切速率的演化关系为：

其中，为孪晶体积分数，为HEAVISIDE函数；表示为：

其中，γ^β为孪晶系的剪切量，为孪晶系的特征剪切量；

D、滑移系统的阻力演化关系为：

孪晶系统的阻力演化关系为：

其中，α是滑移系统的标志，β是孪生系统的标志；其中，和分别为滑移、孪生系统阻力的变化率，ξ_∞是阻力的边界值，c₁～c₄是所需拟合的模型硬化参数。

2.根据权利要求1所述的一种α钛变形过程介观应力和织构的半定量预测及可视化方法，其特征在于，所述的步骤1中代表体积元模型RVE建立的具体方法为：将α钛合金材料多层的3D EBSD数据导入DREAM 3D软件，建立三维代表体积元RVE。

3.根据权利要求1所述的一种α钛变形过程介观应力和织构的半定量预测及可视化方法，其特征在于，所述的步骤1中代表体积元模型RVE建立的方法为：基于α钛合金材料的XRD或EBSD测量的织构，使用python程序辅助开源软件DAMASK前处理工具建立包含材料织构的代表体积元RVE。

4.根据权利要求1所述的一种α钛变形过程介观应力和织构的半定量预测及可视化方法，其特征在于，所述的步骤2中α钛合金材料的载荷形式包括单轴拉伸、单轴压缩、双轴拉伸、双轴压缩或简单剪切。