《铸造技术》

文章标题:基于数字图像相关的 TNM 合金拉伸行为分析

文章作者:张晨愉 1,马彪 1,王慧琴 1,陈晓飞 1,2,李巍 3,苏驰 3,赵天飞 1,4
关 键 字:TNM 合金;数字图像相关法;拉伸行为;力学性能
文章摘要:
TNM 合金作为典型的 γ-TiAl 合金,密度较低且比强度高,在航空航天领域的服役潜力巨大,但其室温脆性较大且变形机制复杂,传统拉伸试验难以直观捕捉局部应变的演化规律,制约了其成形工艺优化与应用拓展,因此需要精准表征其变形行为的有效方法。 数字图像相关法(digital image correlation, DIC)作为一种新兴技术,具有测量范围广、
精度高、非接触等优点,可以直观显示合金在变形过程中的应变分布及位移演变情况,但鲜少用于研究 TNM 合金室温拉伸过程中的应变及位移变化。 基于此, 为直观显示 TNM 合金在室温拉伸过程中的应变及位移分布行为, 本文结合DIC 设备及其软件 Istra 4D 进行了研究。 结果表明,室温拉伸时,TNM 合金的真应力-应变曲线呈现弹性变形和加工硬化阶段,无屈服平台,抗拉强度为 464.35 MPa,断后伸长率为 3.39%;借助 DIC 技术捕捉了 TNM 合金拉伸过程中的应变分布及位移变化,发现试验制备散斑质量良好,位移随时间近似线性增长,前期波动较大,后期趋于平稳。 验证了 DIC在 TNM 合金拉伸变形过程中的适用性,该方法可实现从宏观到微观尺度的全场、非接触变形测量,揭示了传统方法无法观测的微观变形不均匀性、局部化现象及其与微观结构的关联,促进了多尺度、多物理场的原位耦合分析,为理解复杂的变形机制、损伤过程和验证先进材料模型提供了不可或缺的实验依据。