CrFeNi中熵合金在宽温域拉伸条件下的力学行为与变形本构方程

摘要

系统地研究了单相fcc结构等原子比CrFeNi中熵合金在应变速率10^(-3)~1800 s^(-1),变形温度77~1073 K的拉伸力学行为。结果表明,在准静态应变速率(10^(-3)s^(-1))下,随着变形温度从1073 K降低到77 K,该合金的屈服应力从125 MPa提高到415 MPa,同时均匀延伸率由2%提高到82%。在673 K拉伸时材料表现出反常的均匀延伸率,这与变形过程中发生了动态应变时效相关。在恒定温度77 K下,随着应变速率从10^(-3)s^(-1)提高到1800 s^(-1),合金的强度显著提高,屈服应力从415 MPa提高到595 MPa,同时均匀延伸率保持不变,在1800 s^(-1)应变速率下仍可保持在68%。基于经典的ZA模型,构建了屈服应力-温度/应变速率之间的本构关系,结果表明,ZA模型可以很好地拟合和预测CrFeNi中熵合金在不同温度和应变速率下的屈服应力。基于实验结果,通过回归分析和约束优化建立了2种唯象本构模型(JC模型和KHL模型)和3种基于物理基础的本构模型(PB模型、ZA模型和NNL模型)。对比发现,JC模型和PB模型分别具有最高和最低的描述准确性。