鋁合金的單、雙曲率蠕變時(shí)效成形英文

擠壓成形是鋁合金產(chǎn)品成形的主要手段之一。對一般的空心型材制品,由于擠壓成形本身的工藝特點(diǎn),不可避免的會(huì)在產(chǎn)品表面產(chǎn)生擠壓焊合線,影響到產(chǎn)品的表面質(zhì)量。對圓管型材制品,給出了一種切線分流橋的結(jié)構(gòu),能夠減輕甚至避免圓管表面出現(xiàn)明顯焊合線;并通過數(shù)值模擬分析,發(fā)現(xiàn)了該種模具設(shè)計(jì)方案增加了金屬在焊合室中的橫向流動(dòng)能力,有效的改善了金屬擠壓焊合的質(zhì)量和流動(dòng)均勻性。

為預(yù)測2124鋁合金時(shí)效成形的回彈量,對時(shí)效成形過程進(jìn)行了理論分析,提出了通過應(yīng)力松弛量計(jì)算時(shí)效成形回彈的方法。進(jìn)行了單向應(yīng)力松弛試驗(yàn),得到2124鋁合金應(yīng)力松弛行為的數(shù)學(xué)表達(dá)式,推導(dǎo)出回彈后零件半徑的計(jì)算公式,并通過實(shí)驗(yàn)證明其有效。運(yùn)用得到的公式研究了彎曲半徑、零件厚度和時(shí)效時(shí)間對回彈量的影響,得到了相應(yīng)的變化規(guī)律和回彈量的下限值,并且給出時(shí)效成形回彈成因的解釋,并提出材料的應(yīng)力松弛極限是時(shí)效成形回彈的成因之一。

時(shí)效成形是一種適用于飛機(jī)整體壁板零件制造的成形工藝,具有回彈量大的特點(diǎn),因此需要在準(zhǔn)確預(yù)測回彈量的基礎(chǔ)上對模具型面進(jìn)行修正,以消除回彈對成形精度的影響。本文提出了一種基于有限元計(jì)算驅(qū)動(dòng)的適用于鋁合金時(shí)效成形的模具型面迭代修正算法,并應(yīng)用該算法進(jìn)行了單曲率的圓柱面零件、雙曲率的球面零件及馬鞍形零件的修模計(jì)算分析。通過4次迭代計(jì)算,使圓柱面和球面零件成形誤差減小到0.4mm以內(nèi);通過5次迭代,使馬鞍形零件除4個(gè)角部外,其余部位型面誤差小于0.5mm。證明了該回彈補(bǔ)償算法具有計(jì)算精度高、收斂速度快的優(yōu)點(diǎn)。

蠕變時(shí)效成形技術(shù)對于航空航天器件中大型復(fù)雜整體壁板類零件的制造具有獨(dú)特優(yōu)勢,被認(rèn)為是大型飛機(jī)特別重要的金屬成形工藝之一。文章利用自行設(shè)計(jì)的工裝,經(jīng)試驗(yàn)確定了ly12鋁合金的最佳蠕變時(shí)效成形溫度;通過蠕變拉伸試驗(yàn),得出ly12鋁合金材料在最佳溫度下的蠕變本構(gòu)方程中的材料常數(shù),并應(yīng)用有限元軟件abaqus分析了筋板類ly12鋁合金零件的彎曲蠕變過程及回彈效應(yīng)。

采用蠕變時(shí)效成形技術(shù)成形的帶筋條壁板,在成形過程中,由于力的加載,加快了穩(wěn)定相的形成,同時(shí)也誘發(fā)了慣析面上穩(wěn)定相的析出,使得經(jīng)蠕變時(shí)效后成形的壁板整體性能得到加強(qiáng);通過蠕變本構(gòu)方程的建立,能較好地預(yù)測壁板成形后半徑,使得壁板型面精度得到大大提高。

采用洛氏硬度計(jì)、顯微硬度測試儀、掃描電鏡(sem)等手段系統(tǒng)地研究了7003、7050和7075鋁合金雙級(jí)雙峰時(shí)效過程中時(shí)效硬化特性和微觀組織結(jié)構(gòu)等。結(jié)果表明,7×××系鋁合金雙級(jí)時(shí)效與單級(jí)時(shí)效一樣存在硬度雙峰現(xiàn)象,且第二峰的硬度比第一峰的硬度略高,從而驗(yàn)證了7×××系鋁合金雙級(jí)雙峰的普遍性。

鋁合金行業(yè)專業(yè)術(shù)語中英文對照 表面預(yù)處理surfacepretreatment冰晶石cryolite薄鋁片aluminumfoil 彩鋁板colorealuminumplate槽型鋁材aluminumchannel 超高鋁制煙囪aluminumskyscraper超聲波清洗ultrasonicclesning 成型薄鋁板aluminumprofilesheet成型薄鋁板aluminumprofilesheet 成型鋁板aluminumprofilepanel成型鋁板aluminumprofilepanel除灰esmutting 純堿alkali純鋁板purealuminumplate磁電設(shè)備magnetoelectricityequipment 磁性上輥magneticroller催化劑

設(shè)計(jì)了l9(34)的雙級(jí)時(shí)效正交試驗(yàn)方案,系統(tǒng)地研究了雙級(jí)雙峰時(shí)效工藝、時(shí)效硬化特性和力學(xué)性能。結(jié)果表明:終時(shí)效對合金的力學(xué)性能具有決定性的影響,合金的硬度、強(qiáng)度對終時(shí)效溫度最敏感,合金的塑韌性則對終時(shí)效時(shí)間最敏感;利用"雙峰"特征對正交試驗(yàn)所得的具有高塑性、高韌性的相對最佳工藝進(jìn)行強(qiáng)度優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)對應(yīng)不同的目標(biāo)性能,有最優(yōu)雙級(jí)時(shí)效工藝與之相應(yīng),并沒有發(fā)現(xiàn)各性能指標(biāo)同時(shí)達(dá)到最大值的理論最優(yōu)工藝,只能獲取一種相對的最優(yōu)工藝,即在保證接近單級(jí)峰時(shí)效強(qiáng)度的前提下選擇塑、韌性最佳的工藝——105℃/4h+155℃/70h。

影響鋁合金時(shí)效的因素 作者：工藝科：陳慧發(fā)布時(shí)間：2007.11.10,00:00,星期六 固溶淬火后鋁合金的強(qiáng)度、硬度隨時(shí)間延長而顯著提高的現(xiàn)象，稱為時(shí)效， 鋁合金時(shí)效硬化是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過程，目前普遍認(rèn)為時(shí)效硬化是溶質(zhì)原子偏聚 形成硬化區(qū)的結(jié)果，它不僅取決于合金元素的組成、時(shí)效工藝，還取決于合金在 生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的缺陷狀態(tài)，特別是空位、位錯(cuò)的數(shù)量和分布等，一般來說， 鋁合金的時(shí)效主要受以下因素的影響。 1）合金化學(xué)成分的影響 一種合金能否通過時(shí)效來強(qiáng)化，首先取決于組成合金的元素能否溶解于固溶 體以及固溶度隨溫度變化的程度。如硅、錳在鋁中的固溶度比較小，且隨溫度變 化不大，而鎂、鋅雖然在鋁基固溶體中有較大的固溶度，但它們與鋁形成的化合 物的結(jié)構(gòu)與基體差異不大，強(qiáng)化效果甚微。因此，二元鋁－硅、鋁－錳、鋁－鎂、 鋁－鋅通常都不采用時(shí)效強(qiáng)化處理；而有些二元合金

2Al2鋁合金時(shí)效成形的微觀組織和力學(xué)性能

通過拉伸實(shí)驗(yàn)、電導(dǎo)率檢測、金相以及透射電鏡研究了7075鋁合金薄板的雙級(jí)時(shí)效工藝.研究結(jié)果表明:時(shí)效溫度對綜合性能的影響比時(shí)效時(shí)間的要大,雙級(jí)時(shí)效參數(shù)中的第二級(jí)時(shí)效溫度的影響最大.優(yōu)化出最佳的t76時(shí)效制度為120℃/6h+160℃/12h,最佳的t73時(shí)效制度為120℃/6h+170℃/12h,時(shí)效強(qiáng)化相的尺寸增加,導(dǎo)致合金力學(xué)性能下降,電導(dǎo)率增加.

研究了不同熱處理工藝下7a55鋁合金淬火預(yù)拉伸(w51)板材的力學(xué)性能、腐蝕性能、電導(dǎo)率變化以及相應(yīng)的微觀組織特點(diǎn)。用正交實(shí)驗(yàn)分析雙級(jí)時(shí)效工藝,結(jié)果表明7a55鋁合金雙級(jí)時(shí)效的四因素中第二級(jí)時(shí)效溫度和時(shí)間是影響最終性能的主要因素。淬火預(yù)拉伸7a55合金板材最佳雙級(jí)時(shí)效熱處理工藝分別為:t7651:121℃×5h+170℃×6h,t7451:121℃×5h+160℃×14h。電鏡觀察結(jié)果表明,t7451、t7651時(shí)效時(shí)晶內(nèi)析出半共格的η′相和η相,并有不同程度粗化,晶界為斷續(xù)分布的粗大η平衡相。這種微觀結(jié)構(gòu)能有效的提高7a55合金板材的電導(dǎo)率和腐蝕性能,同時(shí)使合金具有較高強(qiáng)度。

為評(píng)價(jià)2a12鋁合金攪拌摩擦焊構(gòu)件時(shí)效成形工藝,設(shè)計(jì)了以時(shí)間參數(shù)為變量的焊后時(shí)效成形工藝模擬試驗(yàn),進(jìn)行了fsw(fsw-攪拌摩擦焊)焊件蠕變時(shí)效力學(xué)性能及成形性研究。結(jié)果表明,在攪拌頭轉(zhuǎn)速750r/min、焊速60mm/s的焊接工藝參數(shù)下,當(dāng)時(shí)效成形時(shí)間為8h時(shí),fsw焊接件抗拉強(qiáng)度達(dá)到354.1mpa,為母材強(qiáng)度的79.2%,其斷裂位置基本位于熱影響區(qū)前進(jìn)側(cè)。在該工藝下最佳回彈時(shí)間為8h,此時(shí)回彈率為33.49%。硬度最低點(diǎn)在熱影響區(qū),該區(qū)域內(nèi)硬度隨時(shí)效時(shí)間的增加呈遞減趨勢。

　　收稿日期:2009-06-25 　　作者簡介:馮正海(1960-),男,遼寧錦州人,高級(jí)工程師。 超高強(qiáng)鋁合金的固溶處理及雙級(jí)時(shí)效研究 馮正海 (東北輕合金有限責(zé)任公司,黑龍江哈爾濱150060) 摘要:研究了固溶處理溫度對7×××超高強(qiáng)鋁合金雙級(jí)時(shí)效后的組織和性能的影響,確定了最佳的固溶處理溫度 范圍。 關(guān)鍵詞:固溶處理;時(shí)效;剝落腐蝕 中圖分類號(hào):tg146121;tg16613　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:a　　文章編號(hào):1007-7235(2009)10-0052-03 effectofsolutiontreatmenttemperatureonmicrostructureandproperties of7×××aluminiumalloyaftertwo2stageaging feng

利用正交試驗(yàn)法對6101鋁合金導(dǎo)電軌型材的雙級(jí)時(shí)效工藝進(jìn)行了研究,測試并分析了其拉伸力學(xué)性能和電導(dǎo)率。結(jié)果表明,6101鋁合金導(dǎo)電軌型材適宜的雙級(jí)時(shí)效工藝為175℃8h+195℃2h。在此條件下,6101鋁合金的抗拉強(qiáng)度、伸長率和電導(dǎo)率分別為230n/mm2、14.5%和56.15%iacs,具有較好的綜合性能。一級(jí)時(shí)效溫度和二級(jí)時(shí)效溫度對合金的性能影響顯著,而一級(jí)時(shí)效時(shí)間和二級(jí)時(shí)效時(shí)間影響較小。

通過自行研制的動(dòng)態(tài)變形測量系統(tǒng),對焊接過程板外變形進(jìn)行實(shí)時(shí)測量。研究鎢極氬弧焊接過程中,不同焊接條件下鋁合金5a12板外變形動(dòng)態(tài)過程及最終殘余變形形態(tài)。分析板外變形動(dòng)態(tài)過程及最終殘余變形的產(chǎn)生機(jī)制及影響因素。結(jié)果表明,試板厚度和焊接熱輸入對焊接板外變形動(dòng)態(tài)過程及最終殘余變形有很重要的影響。殘余板外變形分為,拱形、波浪形、碗形3種形態(tài)。

進(jìn)行了多處損傷ly12cz鋁合金加筋板的疲勞裂紋擴(kuò)展的分析與試驗(yàn)研究。給出了典型的隨機(jī)載荷譜下鋁合金加筋板多裂紋擴(kuò)展的預(yù)計(jì)方法。用組合法和類比法計(jì)算多處損傷ly12cz鋁合金加筋板的應(yīng)力強(qiáng)度因子?？紤]每個(gè)載荷循環(huán)裂紋之間的相互作用影響,以walker裂紋擴(kuò)展公式和willenborg-chang裂紋擴(kuò)展公式為基礎(chǔ),用循環(huán)續(xù)循環(huán)進(jìn)行裂紋累積,用虛擬施加剩余強(qiáng)度載荷和裂尖韌帶塑性區(qū)連通判據(jù)確定臨界裂紋尺寸。進(jìn)行了恒幅譜載荷及程序塊譜載荷下加筋板多裂紋的擴(kuò)展試驗(yàn)研究。對比了鋁合金多裂紋擴(kuò)展的分析預(yù)計(jì)結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果,對比結(jié)果表明,預(yù)測的壽命與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。

采用鋅基藥芯焊絲對鋁合金和無鍍層低碳鋼進(jìn)行鎢極氬弧熔-釬焊搭接。在焊縫中發(fā)現(xiàn)從界面層脫落的富鐵層,al-zn相流入界面層和脫落層之間的夾層區(qū)域,并加速富鐵層的進(jìn)一步脫落。在焊縫凝固過程中,富鐵脫落層逐漸向焊縫深處擴(kuò)散、遷移。界面層的厚度為15μm,焊態(tài)下鋁/鋼異種金屬接頭的抗拉強(qiáng)度達(dá)111mpa。經(jīng)焊后熱處理,接頭的抗拉強(qiáng)度提高到150mpa。

采用持續(xù)浸蝕、慢應(yīng)變速率拉伸、動(dòng)態(tài)和陽極化測試以及光學(xué)和掃描電鏡觀察等對7050t7451鋁合金厚板局域腐蝕性能的各向異性進(jìn)行研究。結(jié)果表明:7050t7451鋁合金厚板由于存在明顯的微觀組織各向異性而導(dǎo)致腐蝕性能的各向異性;合金不同截面腐蝕性能的差異是由基體內(nèi)殘余第二相分?jǐn)?shù)的不同而引起的,殘余第二相分?jǐn)?shù)越大表面腐蝕越嚴(yán)重;不同方向樣品的應(yīng)力腐蝕敏感性順序依次為s>l>t方向(慢應(yīng)變速率拉伸測試結(jié)果),晶粒長寬比越小抗應(yīng)力腐蝕性能越好。

為了研究工件曲率對犁切過程中溝槽成形的影響,以軟件deform為工具,利用有限元法分析不同曲率下犁切溝槽的成形過程。分別比較不同曲率條件下成形的溝槽幾何尺寸、有效應(yīng)力分布和犁切力。采用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了曲率在0.133mm-1條件下卷曲溝槽的成形。此外,為了分析溝槽成形變化的原因,建立了不同曲率工件的犁切過程系列幾何模型。相比于負(fù)曲率或平面,正曲率對溝槽成形的影響最為顯著。這主要是由犁切刀成形面對溝槽成形過程的影響而造成的。

美國專利us7025839本發(fā)明介紹了具有固溶合金元素的時(shí)效硬化鋁合金的熱處理方法，該方法包括下列步驟：把合金放在適合于此合金的ta溫度下保溫較短時(shí)間，然后從ta溫度以足夠的冷卻速度冷卻到低溫，使合金中原來析出的固溶元素再度固溶。然后將合金置于tb溫度保溫足夠時(shí)間，使固溶元素二次形核適當(dāng)析出或連續(xù)析出；最后把合金加熱到接近于或高于ta溫度，即tc溫度，保溫足夠時(shí)間，這樣可以使合金強(qiáng)度最大。

采用不同時(shí)效工藝對建筑6061-sr鋁合金壁板試樣進(jìn)行了處理,并進(jìn)行了力學(xué)性能、耐磨損性能和抗高溫氧化性能的測試與分析。結(jié)果表明,超聲振動(dòng)輔助時(shí)效明顯提高試樣的力學(xué)性能、耐磨損性能和抗高溫氧化性能。與120℃常規(guī)時(shí)效相比,其壁板的抗拉強(qiáng)度增大20.5%,屈服強(qiáng)度增大23.4%,斷后伸長率增大20.9%,磨損體積小52.8%,質(zhì)量增加率減小48.4%。時(shí)效工藝優(yōu)選為超聲振動(dòng)輔助時(shí)效。