剪切弯曲是成形极小弯曲半径管的新方法,适用于铝合金及纯钛等塑性好的轻合金的极小弯曲半径管的成形。但对于塑性较差的材料,则容易出现开裂等缺陷。因此,考虑在一定温度下采用剪切弯曲成形小弯曲半径管,有利于提高管材的成形极限,但该过程中内部微观组织会发生变化,这与成形后管材的性能关系十分密切,因此有必要从微观结构方面,探索微观组织的演化规律。通过实验观察的方法很难观察到金属在热变形过程中微观组织的实时变化,本文基于Ginzburg-Landau动力学方程,结合5A02铝合金热剪切变形实验,构造出多相场法与位错密度计算相耦合的物理模型,模拟了5A02铝合金热剪切变形过程中的微观组织演化过程。为了验证该模型的适用性,先利用建立的模型和材料基础实验相结合的方法对5A02铝合金低温热剪切微观组织模型进行了探讨,确立了5A02铝合金应力-应变的本构关系和临界动态再结晶模型,进一步确定了形变激活能Qa的值为1.8433?105kJ/mol以及动态再结晶激活能Qb的值为19961J/mol,并通过查阅相关文献确定了与微观组织演变有关的其他参数。利用自主研发的热剪切变形实验装置,对5A02铝合金板条进行不同变形温度、不同变形速率以及不同变形量条件下的等温热剪切变形过程实验,并对成形件的剪切变形区进行了金相观察,研究了上述因素对热剪切变形过程微观组织演变产生的影响。实验结果表明:适当的温度、剪切速率以及变形量有利于缩短动态再结晶的周期,减小热剪切变形后微观组织的平均晶粒尺寸。利用建立的多相场模型研究了不同温度、不同应变速率、不同迁移率以及不同形核参数情况下的微观组织演变过程,模拟结果表明适当的应变速率、温度增高、较小的晶界迁移率以及较大的形核参数可以使剪切变形后微观组织的平均晶粒尺寸减小,加速动态再结晶过程。分析了不同的热剪切变形过程对微观组织演变的影响。模拟结果与实验数据具有很好的一致性,表明建立的模型具有较大的适用性。