Comportamento de deformação e dano de placas compostas em camadas de Cu/Al com base nas características da interface
Placas compostas em camadas de Ti/Al,Placas compostas em camadas de Cu/Al, e placas compostas em camadas de Mg/Al têm excelentes propriedades abrangentes e são amplamente utilizadas na indústria aeroespacial, trânsito ferroviário e outros campos. O Cu e suas ligas apresentam vantagens como alta condutividade e boa conformabilidade, enquanto o Al e suas ligas apresentam excelente resistência à corrosão e conformabilidade. Espera-se que as placas compostas em camadas de Cu/Al combinem as vantagens das ligas de Cu e Al e ampliem suas perspectivas de aplicação. No entanto, a zona de interface das placas compostas laminadas
A existência de placas compostas em camadas de Cu/Al as torna propensas a danos durante a deformação, o que afeta o desempenho de serviço dos componentes. É urgente estudar o mecanismo de comportamento de dano de placas compostas em camadas de Cu/Al durante a deformação. Com o rápido desenvolvimento da indústria moderna, a demanda das pessoas pelo desempenho abrangente dos materiais metálicos está aumentando. Por exemplo, ao mesmo tempo que melhora o desempenho abrangente dos materiais e busca a leveza, é difícil que um material de componente único atenda ao desempenho abrangente exigido. Portanto, surgiram materiais compósitos com camadas metálicas.
A placa composta de Cu/Al com uma estrutura típica em camadas combina a alta condutividade e boa conformabilidade do Cu com a baixa densidade e resistência à corrosão do Al, e é amplamente utilizada em áreas como aeroespacial e trânsito ferroviário. As diferentes morfologias de interface e proporções de espessura dos componentes das placas compostas com camadas de metal têm um impacto significativo nas propriedades mecânicas das placas compostas. O efeito de coordenação dos elementos de interface durante a deformação, como a morfologia da interface ondulada de placas compostas preparadas por soldagem explosiva. Placas compostas com morfologia de interface ondulada apresentam maior resistência ao cisalhamento durante a deformação devido ao efeito de intertravamento mecânico de cada material componente em comparação com placas compostas com interfaces planas. Placas compostas com camadas de metal são propensas a danos e falhas na interface durante a deformação. Atualmente, a pesquisa sobre danos em placas compostas concentra-se principalmente em métodos experimentais, que podem estudar intuitivamente o comportamento de danos dos materiais. No entanto, os métodos experimentais apresentam gargalos na apresentação dinâmica das características do histórico de deformação e do comportamento de fratura por danos de placas compostas com camadas de metal em microescala. O método dos elementos finitos pode estabelecer modelos de deformação do material sob condições reais, tornando possível analisar com precisão as características do histórico de deformação e o comportamento de fratura por danos de placas compostas em camadas.
As placas compostas em camadas de metal têm as vantagens da utilização abrangente de vários metais componentes e são amplamente utilizadas em áreas como aeroespacial e transporte ferroviário. Entre eles, a configuração em camadas é o método mais típico que pode melhorar simultaneamente a resistência e a plasticidade dos materiais metálicos. Pode superar a relação invertida entre força e plasticidade e conseguir uma boa correspondência entre as duas, o que tem atraído muita atenção dos estudiosos. As propriedades mecânicas dos compostos intermetálicos na zona de interface das placas compostas em camadas de Cu/Al também diferem significativamente daquelas da matriz metálica. Durante o processo de deformação, a interface pode coordenar a deformação dos metais em ambos os lados. No entanto, devido à existência de características de interface, os componentes estão sujeitos a danos e defeitos durante a deformação plástica a frio, o que afeta seriamente o seu desempenho seguro em serviço. Isto limita enormemente a sua ampla aplicação e torna-se um gargalo técnico. Portanto, é urgente realizar pesquisas sobre a correlação entre o comportamento do dano e o mecanismo do dano sob a coordenação restrita das características da interface. Isto se tornou um problema científico fundamental que precisa ser abordado na pesquisa, desenvolvimento e aplicação de tecnologia de formação de placas compostas em camadas metálicas heterogêneas.
Ao estudar as características da interface de placas compósitas em camadas metálicas de Cu/Al, os parâmetros de dano de cada material da camada são obtidos com precisão, e um modelo de elementos finitos de placas compósitas em camadas de Cu/Al considerando a zona de influência da interface é estabelecido. O mecanismo de iniciação e propagação de trincas de placas compostas em camadas de Cu/Al é estudado através de testes de tração in-situ e simulações de elementos finitos, revelando o mecanismo de deformação de materiais em ambos os lados da coordenação de restrições de interface. Os resultados experimentais podem ser usados para otimizar o processo de produção de componentes de placas compostas em camadas de Cu/Al na fase posterior, evitar danos às peças formadas e melhorar o desempenho de serviço das peças formadas. Os resultados da pesquisa não apenas enriquecem a tecnologia e a teoria de formação de placas compostas com camadas de metal, mas também têm um significado científico importante para o desenvolvimento e aprimoramento da teoria e tecnologia de formação de componentes.
