增材制造TiAl合金高温拉伸塑性行为及损伤机制的晶体塑性分析概述思维导图

温度对临界分切应力（CRSS）及宏观力学性能（屈服强度、抗拉强度）的影响；

γ相与α₂相的滑移系统激活差异及其对塑性变形的贡献；

高温下损伤的演化规律与分布特征；

增材制造工艺对微观组织（晶粒取向、相分布）与力学性能的关联性。

增

基于EBSD数据构建代表体积元（RVE），利用DREAM.3D和Neper生成三维多晶模型，包含148个晶粒和21,238个C3D4单元。

周期性边界条件模拟均匀变形，通过体积平均法提取宏观应力-应变响应。

总变形梯度分解为弹性（F⁶）和塑性（Fᵖ）部分，基于滑移剪切率与Schmid因子关联滑移系统激活。

引入非线性运动硬化（随动硬化）和各向同性硬化模型，描述滑移系统硬化行为。

基于ABAQUS平台开发UMAT子程序，实现晶体塑性本构模型与损伤耦合。

参数标定：通过试错法调整硬化参数（H₀、b、c）和损伤参数（B₀、m、n），匹配实验曲线。

高温拉伸实验

EBSD分析

材料制备

相间差异

温度敏感性

模型验证

微观非均匀性

滑移系统激活

CRSS下降

揭示温度对TiAl合金两相变形协调性的调控机制，为高温部件（如航空发动机叶片）的工艺优化提供理论指导。

明确α₂相在低温下的脆性失效风险，建议通过热处理或成分调整（如添加Nb）改善其塑性。

提出

开发基于EBSD的多尺度RVE建模流程，为增材制造合金的微观力学分析提供标准化框架。

缺乏原位高温显微观察（如高温EBSD）直接关联局部滑移与损伤演化。

模型参数标定依赖试错法，需结合机器学习优化参数识别流程。

假设材料参数（如CRSS、硬化模量）与温度呈线性关系，未考虑相变或动态再结晶的影响。

RVE模型未包含真实缺陷（孔隙、未熔合）对损伤演化的贡献。

基

早

前