喷射沉积7075sicltpgt铝基复合材料挤压变形的数值模拟

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1、硕t‘学位论史摘要喷射沉积技术作为一种先进的材料制备新技术，己经被广泛应用于制备合金及金属基复合材料。然而喷射沉积材料通常存在一定量的孔隙，颗粒表面存在一定厚度的氧化膜，颗粒之间未能完全达到良好的冶金结合状态，因此需要进行后续致密化和塑性变形才能获得理想的组织和性能。本文对喷射沉积7075／SIC。铝基复合材料的致密化和塑性变形规律及机理进行了深入的研究。通过对喷射沉积材料的压缩和挤压变形规律及断裂行为的研究，揭示了变形工艺条件对多孔材料变形行为和断裂行为的影响规律。本论文的主要研究内容和研究结论如下：(1)采用Deform2D有限元

2、软件对喷射沉积7075／SIC。铝基复合材料挤压变形进行了数值模拟。挤压比为4---100，锭坯预热温度为300～450℃，挤压杆速度为2～20mm／s。结果表明：在挤压变形区内应力及温度变化剧烈，且在模具入口处均出现最大值；挤压比和挤压速度越大，应力也越大，温度效应也越显著；喷射沉积7075／SIC。铝基复合材料最佳挤压条件为：锭坯预热温度350～400℃、挤压比16～50、挤压杆速度5～15mm／s。(2)通过Deform2D有限元软件对喷射沉积7075／SIC。铝基复合材料的平面应变和轴对称挤压有限元模拟表明：与平面应变挤压相比

3、，轴对称挤压过程中金属流动比平面应变均匀，死角区要小，致密速度快，但其单位面积挤压力比平面应变挤压单位挤压力要高。J下的平均应力使相对密度降低，负的平均应力(静水压力)使相对密度升高，且静水压力越大，致密速度愈快。初始相对密度不仅对挤压力有影响，而且对等效应变也有影响。模角越大，进入平稳挤压阶段所需时问越短；随着模角的减小，金属流动趋于均匀，死区逐渐减小，挤压力也逐渐减小。随着锭坯预热温度的降低，致密速度加快。(3)采用试验和数值模拟相结合的方法从宏、细观力学角度研究了喷射沉积7075／SIC。铝基复合材料的压缩变形行为，并通过工艺实

4、验验证了模拟分析的J下确性对复合材料中增强颗粒转动和折断行为的研究表明：挤压比和变形温度显著影响着压缩变形过程中增强颗粒转动和折断。挤压比越大，增强颗粒转动程度和断裂程度明显增大。此外，提高变形温度可以增强颗粒转动性，降低增强颗粒折断程度。关键词：喷射沉积；7075AI／SiCp复合材料；挤压；压缩，刚塑性有限元；数值模拟喷射优积7075／SIC。错草复合材科挤腈变形的数值模拟ABSTRACTAsanadvancedmaterialpreparationtechnology，SprayDepositionhasbeenwidelyus

5、edtoproducealloysandmetalmatrixcomposites．However，thespraydepositedpreformsusuallycontainmorethan10v01．％porositythatisagreatdisadvantageforthemechanicalproperties．Inordertopreparefullydenseproductsofhighmechanicalproperties．theporouspreformsmustbefurtherdensifiedanddefo

6、rmedplastically．Thedensificationandplasticdeformationbehaviorsandfracturebehaviorsofspraydepositedporouspreformswereinvestigatedinthisdissertation．111einvolveddeformationprocessesarecompressionandextrusion．Themainconclusionareasfollows．．(1)Theextrusiondeformationofspray

7、—deposited7075A1／SiCpcompositehasbeensimulatedbyusingrigid—plasticfiniteelementmethod(FEM)onDEFORM一2Dsoftware，theextrusionratiovariesfrom4tel00，temperaturevariesfrom300℃to450℃andramvelocityvariesfrom2mm／sto20mm／s．Thesimulationresultsindicatethat：themaxstressandtemperatu

8、reoccurinthedieentrysection．Theoptimallyprocessingparametersfortheextrusionof7075AI／SiCpcompositeareobtainedto