Page 125 - 机械工程材料2025年第三期

杨哲懿，等：耐磨钢高温压缩变形的本构模型构建及热加工图

0.010 0 6.8
6.6
0.009 5
6.4
0.009 0 6.2
ɑ n
0.008 5 6.0
5.8
0.008 0
5.6
0.007 5 5.4
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
真应变 真应变
(a) α-ε (b) n-ε
320 000
8×10 11
310 000 6×10 11
Q/(J·mol -1 ) 300 000 A 4×10 11

290 000
280 000 2×10 11
270 000 0
0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 0.1 0.3 0.5 0.7 0.9
真应变 真应变
(c) Q-ε (d) A-ε
图 5 本构模型参数与真应变之间的关系
Fig. 5 Relation between constitutive model parameters and true strains

250 275
225 800 ℃试验结果 - 800 ℃预测结果 250 800 ℃试验结果 - 800 ℃预测结果

200 900 ℃试验结果 225 900 ℃试验结果 - 900 ℃预测结果
200
175
真应力/MPa 150 1 100 ℃试验结果 - - 900 ℃预测结果 真应力/MPa 175 1 000 ℃试验结果 - - 1 000 ℃预测结果
150
1 000 ℃试验结果
125
1 100 ℃试验结果
125
1 000 ℃预测结果
100
1 100 ℃预测结果
100
75
50 - 1 100 ℃预测结果 75 1 200 ℃试验结果 - 1 200 ℃预测结果
50
25 1 200 ℃试验结果 - 1 200 ℃预测结果 25
0 0
0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3
真应变 真应变
(a) 0.1 s −1 (b) 1 s −1
300 325
275 800 ℃试验结果 - 800 ℃预测结果 300 800 ℃试验结果 - 800 ℃预测结果
250 275
225 900 ℃试验结果 - 900 ℃预测结果 250 900 ℃试验结果 - 900 ℃预测结果
200 1 000 ℃试验结果 - 1 000 ℃预测结果 225 1 000 ℃试验结果 - 1 000 ℃预测结果
真应力/MPa 150 1 100 ℃试验结果 - 1 100 ℃预测结果 真应力/MPa 175 1 100 ℃试验结果 - 1 100 ℃预测结果
200
175
150
125
125
100
100
75
50 1 200 ℃试验结果 - 1 200 ℃预测结果 75 1 200 ℃试验结果 - 1 200 ℃预测结果
50
25 25
0 0
0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3
真应变 真应变
(c) 5 s −1 (d) 10 s −1
图 6 模型预测得到不同变形条件下的真应力-真应变数据与试验所得真应力-真应变曲线的对比
Fig. 6 Comparison between true stress-true strain data obtained from model prediciton and experimental true stress-true strain
curves under different deformation conditions
不发生失稳破坏所能达到的变形能力。为了描述金 分促使材料发生变形，另一部分促使材料发生组织
属的热变形，常采用材料动态数学模型进行表征，并 演变 ［11］ 。具体的数学表达式如下：
通过建立热加工图反映金属材料在不同条件下的热 ε σ 
d
J
加工性能和稳定性 ［10］ 。基于材料动态理论，在热加 P = σε  += ∫ 0 σ ε  = G d + ∫ 0 ε σ （5）
工过程中，外界载荷的能量存在2种释放路径：一部 式中：P为变形时的外界载荷；G为材料发生塑性变
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