基于真实微观结构的SiCp/Al复合材料轧制过程模拟

• 作者: 刘振刚 宋鸿武 张士宏 张立文 程明 阚盈
• 来源期刊: 稀有金属
• 学科: 工学
• 关键词: 颗粒增强复合材料 轧制 损伤模型 基于微观结构的模型
• 年，卷（期）: 2015,（4）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 289-299
• 分类号: TG339
• 语种: 中文
• DOI: 10.13373/j.cnki.cjrm.2015.04.001

摘要

SiCp/Al复合材料具有高比强度、高比刚度、高耐磨性、低热膨胀系数和高热导率的优点,主要应用于航空航天领域中的关键结构件.轧制是生产SiCp/Al复合材料最常用的塑性加工手段之一.在轧制SiCp/Al复合材料时,坯料容易产生边部裂纹缺陷,这种缺陷除了与复合材料塑性较差有关之外,还与轧制压下量选择不合理有关.为了准确预测SiCp/Al复合材料的轧制缺陷,建立了基于SiCp/Al复合材料真实微观结构的板材轧制过程有限元模型,该模型中嵌入了基体延性损伤断裂、颗粒脆性断裂和界面损伤断裂模型.用实验曲线校对法确定了损伤断裂模型参数.模拟了相对压下量为5％,10％,20％和25％时SiCp/Al复合材料的轧制过程,结果表明,在相对压下量为25％时,变形不均匀引起的边部拉应力导致了对应区域微观结构的损伤断裂,从而使复合材料板材产生边裂缺陷.在拉应力作用下,孔隙在增强颗粒与基体材料界面处形核,随着变形进行,孔隙在基体材料中扩展聚集,最终导致复合材料产生边裂缺陷.SiCp/Al复合材料板材轧制的数值模拟结果与实验结果吻合较好.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张士宏	中国科学院金属研究所	272	3086	25.0	39.0
2	张立文	大连理工大学材料科学与工程学院	131	1329	19.0	27.0
3	程明	中国科学院金属研究所	78	629	14.0	19.0
4	宋鸿武	中国科学院金属研究所	54	364	11.0	16.0
5	阚盈	中国科学院金属研究所	2	10	1.0	2.0
9	刘振刚	中国科学院金属研究所	3	24	3.0	3.0