Giá trị hư hỏng quyết định của hợp kim magiê AZ31B với các nhiệt độ và tốc độ biến dạng khác nhau

Jing-Ren Dong1,2, Ding-Fei Zhang1,2, Yu-Feng Dong1,2, Fu-Sheng Pan1,2, Sen-Sen Chai1,2
1National Engineering Research Center for Magnesium Alloys, Chongqing University, Chongqing, China
2College of Materials Science and Engineering, Chongqing University, Chongqing, China

Tóm tắt

Các thí nghiệm kéo đơn trục đã được tiến hành trong khoảng nhiệt độ từ nhiệt độ phòng (RT) đến 523 K dưới các tốc độ biến dạng là 0.001, 0.010 và 0.100 s−1 nhằm xác định ứng suất dòng của hợp kim magiê AZ31B. Các thí nghiệm kéo đã được mô phỏng bằng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) để tính toán các giá trị hư hỏng quyết định (D c) theo tiêu chuẩn Cockcroft–Latham nhằm dự đoán sự xuất hiện của các khuyết tật gãy. Cuối cùng, ảnh hưởng của nhiệt độ và tốc độ biến dạng lên D c đã được phân tích để dự đoán sự tiến triển của giá trị hư hỏng quyết định. Kết quả cho thấy giá trị hư hỏng quyết định thay đổi trong khoảng từ 0.188 đến 0.718. Nó tăng lên khi tốc độ biến dạng giảm ở nhiệt độ không đổi, và tăng với sự gia tăng của nhiệt độ dưới một tốc độ biến dạng nhất định, nhưng nhạy cảm hơn với nhiệt độ.

Từ khóa

#hợp kim magiê AZ31B #giá trị hư hỏng quyết định #tốc độ biến dạng #nhiệt độ #mô phỏng phần tử hữu hạn

Tài liệu tham khảo

Aghion E, Bronfin B, Eliezer D. The role of magnesium industry in protecting the environment. J Mater Proc Technol. 2001;117(3):381.

Perez-Prado MT, Ruano OA. Texture evolution during magnesium AZ31 alloy. Scr Mater. 2002;46(2):149.

Kim DJ, Kim DM. Prediction of deformed configuration and ductile fracture for simple upsetting an artificial neural network. Int J Adv Manuf Technol. 2002;19(5):336.

Nicola B, Domenico G, Pirondi A. Ductile damage evolution under triaxial state of stress: theory and experiments. Int J Plast. 2005;21(5):981.

La Rosa G, Mirone G, Risitano A. Effect of stress triaxiality corrected plastic flow on ductile damage evolution in the framework of continuum damage mechanics. Eng Fract Mech. 2001;68(4):417.

Michael B, Oliver C, Daniel A, Larissa D, Marcílio A. A ductile damage criterion at various stress triaxialities. Int J Plast. 2008;24(10):1731.

Lapovok R, Hodgson D. A damage accumulation model for complex strain paths: prediction of ductile failure in metals. J Mech Phys Solids. 2009;57(11):1851.

Tasan CC, Hoefnagels JPM, ten Horn CHLJ, Geers MGD. Experimental analysis of strain path dependent ductile damage mechanics and forming limits. Mech Mater. 2009;41(11):1264.

Sommitsch C, Polt P, Ruf G, Mitsche S. On the modelling of the interaction of materials softening and ductile damage during hot working of alloy 80A. J Mater Proc Technol. 2006;177(1):282.

Hfaiedh N, Saanouni K, Francois M, Roos A. Self-consistent intragranular ductile damage modelling in large plasticity for FCC polycrystalline materials. Procedia Eng. 2009;1(1):229.

Nicola B, Pietro PM. Constitutive modeling for ductile metals behavior incorporating strain rate, temperature and damage mechanics. Int J Impact Eng. 2001;26(1–10):53.

Clift SE, Hartley P, Sturgess CEN, Rowe GW. Fracture prediction in plastic deformation processes. Int J Mech Sci. 1990;32(1):1.

Zhang XQ, Peng YH, Ruan XY. Simulation and fracture prediction for sintered materials in upsetting by FEM. J Mater Proc Technol. 2000;105(3):253.

Fagerholt E, Darum C, Borvik T, Laukli HI, Hopperstad OS. Experimental and numerical investigation of fracture in a cast aluminium alloy. Int J Solids Struc. 2010;47(24):3352.

Takuda H, Mori K, Hatta N. The application of some criteria for ductile fracture to the prediction of the forming limit of sheet metals. J Mater Proc Technol. 1999;95(1):116.

Zhang DF, Dai QW, Fang L, Xu XX. Prediction of edge cracks and plastic-damage analysis of Mg alloy sheet in rolling. Trans Nonferr Met Soci China. 2011;21(5):1112.

Zhan M, Gu C, Jiang Z, Hu L, Yang H. Application of ductile fracture criteria in spin-forming and tube-bending processes. Comput Mater Sci. 2009;47(2):353.

Xia YF, Quan GZ, Zhou J. Effects of temperature and strain rate on critical damage value of AZ80 magnsium alloy. Trans Nonferr Met Soc China. 2010;20(2):580.

Xue L. Damage accumulation and fracture initiation in uncracked ductile solids subject to triaxial loading. Int J Solids Struct. 2007;44(16):5163.

Liu Q. Research process on plastic deformation mechanism of Mg alloys. Acta Metall Sin. 2010;46(11):1458.

Feng F, Huang SY, Meng ZH, Hu JH, Lei Y, Zhou MC, Wu D, Yang ZZ. Experimental study on tensile property of AZ31B magnesium alloy at different high strain rates and temperatures. Mater Des. 2014;57(5):10.