红外测温法研究Al-Mg合金中的锯齿形屈服现象

【作者】 曹鹏涛； 张青川； 符师桦； 胡琦； 高云； 肖锐； 熊少敏；

【机构】 中国科学技术大学中科院材料力学行为和设计重点实验室；

【摘要】 在合适的应变率和温度条件下,多种合金材料在拉伸试验中表现出时域上的锯齿形应力振荡和空域上的应变局域化,这种塑性失稳现象也被称为Portevin-Le Chartelier(PLC)效应。大部分研究者将PLC效应视为材料的本征性质,并认为是由动态应变时效(Dynamic Strain Aging,DSA)即可动位错和溶质原子间的动态相互作用引起的。Al-Mg合金以其较高的强度重量比、良好的耐腐蚀性等一系列优良的性能指标,在国民经济的各个领域都有着十分重要的作用。但其在室温变形时的PLC效应却严重地降低了材料的可加工成形性能。因此,开展Al-Mg合金中的PLC效应的研究具有重要的理论和现实意义。本文使用红外测温法研究了在室温、不同加载应变率拉伸的情况下Al-Mg合金中的锯齿形屈服现象。试件塑性变形过程伴随着机械能向热能的转化,这一转化引起试件表面温度场的变化。通过具有较高的时间、空间分辨率的红外相机观察和记录随时间变化的试件表面温度场图像。通过分析这些热图像,探讨了A、B两种类型局域变形带的空间传播特性,得到了变形带的带宽、倾角、传播速度等特征参数。在此基础上,引入热传导方程,求得了带内的应变率,发现无论是A类型带还是B类型带,带内的应变率都远大于试件的名义应变率。另外,实验和计算都发现B类型带产生时试件表面带外区域存在弹性收缩现象,由此提出以是否存在带外收缩变形作为划分A、B类型带的新标准。更多还原