铝合金在室温下进行塑性变形时,将出现一类特殊的粘塑性失稳现象,即锯齿形屈服行为。该现象一方面降低材料的延伸率,同时影响零件的表面成形质量,从而极大地制约铝合金在汽车工业中的进一步推广应用。项目针对这一问题进行了实验和多尺度数值模拟研究,探讨了锯齿形屈服行为所对应的微观物理机制,以及对该现象进行有效控制的可能途径。实验研究方面,主要研究了不同热处理工艺参数对铝合金力学性能、显微组织、塑性成形性能的影响,分析了工艺-组织-性能间的内在联系,并得到了一组优化工艺参数,可有效抑制铝合金室温下的锯齿形屈服行为,提高其塑性成形性能。多尺度模拟方面,开展了从纳观到微观尺度的蒙特卡罗模拟和分子动力学模拟研究、从微观到细观尺度的位错动力学模拟、从细观到宏观尺度的晶体塑性有限元模拟,以及宏观尺度上的冲压成形模拟研究,得到了位错和溶质原子交互作用的不同表现形态,探讨了材料细微结构随变形过程的发展演化。项目的研究成果可为铝合金材料的强韧化研究以及室温成形工艺的制订提供有益的帮助。
英文主题词viscoplasticity; multiscale modeling; Al alloys; serrated yielding