金属学报

作者：郑潇禹, 陈辛, 何美玲, 黄奇, 李亚, 孔毅, 杜勇

单位：中南大学 粉末冶金国家重点实验室 长沙 410083

关键词：6XXX铝合金,晶体塑性有限元,塑性变形,多尺度计算,

基金：国家自然科学基金项目(52031017);国家自然科学基金项目(52331002)

6XXX系时效强化铝合金工程应用价值显著，但尚缺乏系统性的从微结构模拟到性能预测的计算框架。本工作旨在构建完整的多尺度计算流程，根据晶体塑性理论对6XXX铝合金设计了一个基于物理机制从微结构演变到塑性大变形力学响应分析的全序列计算模型。以“结构-性能”关系为切入点，将晶粒尺寸和形貌、析出相和固溶相信息、晶界无析出带特征等对力学性能的主要影响因素考虑在内，通过几何建模、构建本构关系的方式建立模型，对6XXX铝合金的力学行为进行描述。使用Kampmann-Wagner Numerical (KWN)方法模拟析出相的尺寸分布和体积分数演变并追踪固溶相含量；基于位错密度的材料强度学本构理论持续追踪屈服强度和加工硬化等特性随时效时间变化的规律；给出了晶界无析出带的强度贡献计算方法和几何建模策略；基于晶体塑性有限元方法模拟了塑性变形行为并获得应力-应变曲线。本工作分析流程已拓展为了对各类铝合金材料研究具有普遍适用性的晶体性能计算工具包，本文介绍了该工具包的特点与功能。

来源：2025年第11期

《金属学报》期刊编辑部

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