42CrMo（美國等級(jí)：AISI 4140）是代表性的中碳和低合金鋼之一。由于42CrMo高強(qiáng)度鋼在強(qiáng)度，韌性和耐磨性之間取得了良好的平衡，因此被廣泛用于許多通用零件，包括汽車曲軸，柱塞，主軸，撬棒和齒圈。42CrMo鋼包含鉻和鉬作為合金元素，可以進(jìn)行廣泛的熱處理，以具有適當(dāng)?shù)挠捕?，?qiáng)度和延展性的綜合優(yōu)勢(shì)。高強(qiáng)度鋼的塑性成形過程中的一個(gè)重要問題是，是否可以在不破壞材料的情況下進(jìn)行所需的變形。由于與大應(yīng)變相關(guān)的微裂紋的發(fā)展，或者由于與材料行為和邊界條件相關(guān)的塑性不穩(wěn)定性，在金屬成形過程中，由于延展性破壞而引起的壓裂非常自然地發(fā)生。然而，在工業(yè)實(shí)踐中，設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)對(duì)產(chǎn)品的無斷裂質(zhì)量起決定性作用，但它通常需要大量的精力和大量的時(shí)間。因此，迫切需要預(yù)測和防止斷裂，這是成形過程和產(chǎn)品質(zhì)量的主要特征。如果可以預(yù)測變形工件內(nèi)部導(dǎo)致斷裂的條件，則可以選擇適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)條件并修改成形工藝以生產(chǎn)出可靠可靠的產(chǎn)品，從而明顯節(jié)省時(shí)間和成本。

作為可成型性的重要指標(biāo)，塑性成型過程中的延性破壞可以描述為局部溫度，應(yīng)變和應(yīng)力狀態(tài)的函數(shù)。例如，可以通過使用有效應(yīng)力模型，通過將柯西應(yīng)力張量分成壓縮和拉伸部分來考慮裂紋閉合效應(yīng)，來計(jì)算產(chǎn)生的破壞。因此，可以通過在FE軟件中實(shí)施損壞模型來模擬工業(yè)過程中的材料損壞狀態(tài)。因此，損傷程度，即斷裂趨勢(shì)，可以表征為損傷值與延性斷裂標(biāo)準(zhǔn)（DFC）的比率。從歷史上看，延性斷裂準(zhǔn)則基于實(shí)驗(yàn)工作，該實(shí)驗(yàn)利用了與實(shí)際工業(yè)應(yīng)用相關(guān)的變形過程[ 5]。但是，這種方法很耗時(shí)，并且很少導(dǎo)致對(duì)未來缺陷問題的一般解決。到目前為止，諸如Cockcroft-Latham之類的斷裂準(zhǔn)則適用于大塊金屬成形模擬中的韌度斷裂。通常，臨界損傷值被認(rèn)為是材料的常數(shù)，例如屈服應(yīng)力，應(yīng)力極限。Cockcroft和Latham 尚未闡明臨界損傷值是否取決于溫度和應(yīng)變率。但是在金屬成形過程中，變形條件在不同區(qū)域和不同成形階段會(huì)急劇變化，因此有必要建立適用于各種變形條件的斷裂準(zhǔn)則。

這項(xiàng)研究的目的是研究42CrMo高強(qiáng)度鋼的損傷演化與變形參數(shù)之間的自然關(guān)系，然后構(gòu)建與變形參數(shù)一起的韌性斷裂準(zhǔn)則直方圖。提出了一種損傷敏感率的創(chuàng)新概念，作為評(píng)估延性斷裂標(biāo)準(zhǔn)的必要中間量。至于創(chuàng)新方法，則必須進(jìn)行熱壓縮模擬，有限元模擬和數(shù)學(xué)計(jì)算，這導(dǎo)致物理實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算可以相互支持，以確定變化的韌性斷裂準(zhǔn)則（VDFC）。毫無疑問，基于VDFC，可以準(zhǔn)確，方便地預(yù)測42CrMo高強(qiáng)度鋼在各種成形過程中的斷裂位置和彎矩。