模具钢的高温变形行为及本构模型的建立

作者：刘玉冰; 管延锦^*; 丁慧莹; 陈凤娇; 林军

来源：锻压技术, 2023, 48(09): 220-229.

DOI：10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.028

• 638模具钢
• 高温变形行为
• Johnson-Cook模型
• Arrhenius模型
• 应变补偿

准确的材料本构模型是有限元数值建模与模拟的基础和关键。在应变速率为0.001～10 s-1和变形温度为750～1150℃的条件下，进行了638模具钢热模拟实验，得到了其在不同条件下的应力-应变曲线，研究了其高温变形行为。结果表明，随着应变的增加，流动应力急速增大，达到峰值后缓慢减小并最终趋于平衡，这是材料加工硬化和动态软化综合作用的结果。对应力-应变曲线进行摩擦修正后，分别基于改进Johnson-Cook本构模型和应变补偿的Arrhenius本构模型建立了638模具钢本构模型，两者的平均相对误差分别为8.03%和7.66%,综合考虑所建本构模型的精确度和实际激光热处理中的高温、高应变速率情况，建议选用基于应变补偿的Arrhenius本构模型。

• 单位
  山东大学