两道次成形过程中拉伸速度及热处理对2A12-O铝合金晶粒尺寸的影响

目的研究铝合金2A12材料在两道次变形过程中拉伸量、拉伸速度及热处理参数对材料晶粒尺寸的影响规律。方法进行了2A12-O铝合金板的"预拉伸-退火-再拉伸-淬火"两道次成形过程。当两次拉伸量相等,总拉伸量不大于20%时,研究了拉伸速度、退火温度、淬火保温时间与试验后晶粒尺寸的关系。结果在拉伸总量较小的情况下,拉伸速度和各热处理参数对材料最终晶粒尺寸的影响较大;当拉伸总量增大到某临界值时,拉伸速度和热处理参数的影响明显减小,各参数下的晶粒尺寸在总拉伸量相同的情况下趋于一致。结论获得了拉伸总量、拉伸速度、退火温度和淬火保温时间等成形及热处理参数对2A12-O铝合金板材晶粒尺寸的影响规律,为该材料成形及热处理过程中的晶粒尺寸控制提供了依据。     

铝合金塑性成形粗晶现象的研究进展

铝合金经过热塑性变形或者塑性变形+热处理后,可能发生晶粒异常长大而形成粗晶。粗晶会大幅降低构件的力学性能、耐腐蚀性能和抗疲劳性能,因此必须得到有效控制。对铝合金塑性成形粗晶的研究主要集中在2×××、6×××、7×××系热处理可强化型铝合金以及5×××系热处理不可强化型铝合金,研究内容已经覆盖塑性成形工艺、热处理制度、微观组织演变、数值仿真模拟等方面。为了明晰铝合金塑性成形构件粗晶现象的研究现状,为相关研究提供参考,对铝合金塑性成形粗晶现象的研究进展进行了梳理。首先,分析了材料成分、变形温度、变形速度、固溶温度、固溶时间和模具结构对晶粒异常长大的影响;其次,从晶粒取向分布、应变诱导储能和第二相钉扎作用的角度总结了晶粒异常长大的机理;再次,归纳了包括改变坯料初始状态、合理的锻造技术和中间形变热处理等有效抑制粗晶产生的方法;最后对未来的研究方向进行了展望。     

初始晶粒尺寸对高温交叉轧制镁合金板材组织和力学性能的影响

目的 揭示晶粒尺寸对多道次高温交叉轧制AZ31镁合金板材组织和力学性能的影响规律及机制.方法 通过对不同初始晶粒尺寸的镁合金板材进行高温交叉轧制变形及热处理,获得不同状态的镁合金板材,采用金相显微分析、X射线衍射(XRD)分析及室温拉伸实验等手段研究镁合金板材的晶粒组织(形态、尺寸、取向)及力学性能.结果 经过多道次交叉轧制后,不同初始晶粒尺寸的板材均发生了孪生现象,但粗晶板材的晶粒尺寸仍明显大于细晶板材.退火处理后,细晶退火态板材组织均匀性较好,而粗晶退火态板材的组织虽有细化,但并不均匀.随着交叉轧制次数的增加,两种板材内非基面取向晶粒都有所增加.退火后粗晶板材中非基面取向晶粒更多.结论 晶粒细化和晶粒取向强化导致退火后的交叉轧制细晶镁合金板材具有更高的强度.粗晶板材伸长率较高主要与其具有更多的非基面取向晶粒有关.     

LY12,В95п.ч和7050铝合金预拉伸厚板内部残余应力分布特征评估与分析

采用改进剥层应变法对LY12,В95п.ч和7050三种典型航空用铝合金预拉伸板内部残余应力进行了测量,并对测量结果进行了分析和比较,得到了三种预拉伸铝合金板内部残余应力分布大小和特征.本测量结果可用于定量分析残余应力引起的航空结构件加工变形.     

耐热粉末铝合金筒体热旋成形试验

介绍了喷射沉积耐热铝合金管坯经挤压变形,变薄旋压筒体的研制过程;重点论述了热旋成形筒体的工艺路线.试验探讨了耐热铝合金的旋压温度为350～450℃,道次变薄率约为20%,累计变薄率约50%,需中间退火,退火温度宜取350℃.热旋结果认为,喷射沉积耐热粉末铝合金铸坯直接热旋成形困难,需经挤压比大于4的变形致密,有助于热旋成形.耐热粉末铝合金挤压坯加热变薄旋压,应采用小压下量多道次的变形过程,逐渐细化晶粒组织,才能旋出综合性能良好的筒形件.     

铝合金热成形晶粒异常长大现象研究进展

汽车轻量化技术的快速发展,使铝合金得到了广泛应用。在铝合金成形过程中,往往会出现热成形晶粒异常长大现象。为解决目前普遍存在的铝合金热成形晶粒异常长大问题。研究了铝合金拼焊热成形晶粒异常长大的理论基础,基于晶粒异常长大的影响因素,重点探讨了铝合金拼焊热成形晶粒异常长大的原因。着重介绍了铝合金热锻造临界变形粗晶现象、控制方法以及数值仿真模拟进展。最后提出了铝合金热成形晶粒异常长大的问题和发展方向。     

2024 铝合金板材高温拉伸流变行为和微观组织演化研究

目的研究高温拉伸应力状态下,2024铝合金板材的流变行为和微观组织演化行为。方法对退火后的2024铝合金板进行等温拉伸试验,得到其应力应变曲线,并通过金相实验测定平均晶粒尺寸。建立了2024铝合金板材高温拉伸条件下的流变应力本构关系和晶粒尺寸模型。结果流变应力随温度的升高而减小。流变应力对应变速率有正的敏感性,随着温度的升高,应变速率敏感系数变大。变形后的平均晶粒尺寸随Zener-Hollomon参数升高而减小,随应变量的增加先减小后增大。结论所建立的流变应力本构关系和晶粒尺寸模型,有助于在实际生产过程中优化工艺参数,获得细小晶粒,提高零件性能。该研究为2024铝合金板材热成形工艺的开发和组织控制奠定了理论基础。     

AA5182铝合金两步高速拉伸的试样设计及其性能研究

目的 提高铝合金塑性成形性能,解决高速成形贴模缺陷.方法 设计一种两步高速拉伸试样,在液压式伺服高速拉伸机上开展2次拉伸实验,并采用非接触式光学测量技术(Digital image correlation,DIC)测量全场应变,利用数值模型确定拉伸速度,获得期望的预拉伸应变率和应变.将单次高速拉伸性能与2次不同应变率和预应变下的高速拉伸性能进行对比.结果 铝合金材料在2次高速拉伸下的性能明显好于单次拉伸,抗拉强度增加了10％,断裂应变增加了14.5％.结论 设计的试样能满足2次高速拉伸的要求,试样预拉伸区域的尺寸和拉伸速度会影响试样的预应变、预应变率以及最终的断裂应变.     

AA5052板材准静态/动态平面应变成形极限试验研究

为建立磁脉冲辅助冲压成形(EMAS)工艺的有效性,采用准静态平面应变预拉伸和动态磁脉冲成形相结合的方法对5052-O铝合金板材的准静态/动态平面应变状态复合成形极限进行了试验研究.结果表明:准静态/动态复合加载过程能显著改善该铝合金板材的室温成形性;准静态/动态平面应变复合成形极限比准静态平面应变成形极限有显著提高,相似或者略高于完全磁脉冲平面应变成形性,且随着准静态预应变水平的增加,准静态/动态复合变形成形极限变化不大.预变形的存在不会削弱复合成形过程的极限变形能力.     

预拉伸控制铝合金焊接变形

在预拉伸应力作用下,焊接了厚度为4mm的5A05铝合金试板,通过焊接试板挠曲变形量的测定,探讨了预加拉应力对铝合金焊接变形的影响。试验结果表明,预拉伸焊接法可以有效减小铝合金薄板焊缝处的纵向挠曲变形量,在弹性应力范围内,随着预拉伸应力的增大,试板的焊接变形逐渐变小。初步分析认为,预拉伸应力扩大了高温下焊缝附近的塑性变形区,从而增强了冷却过程中该区域抗塑性拉应变的能力,减小了焊件的挠曲变形。     

车身制造中的铝合金板热处理-冲压一体化技术

随着能源和环境问题日益严峻,对汽车轻量化的需求愈发强烈,高比强度铝合金板在车身中的应用成为重要发展方向.铝合金板在室温下较低的成形性促使人们将各种成形技术引入到汽车制造领域.本文简述了适用于铝合金板件小批量生产的超塑性成形和板材液压成形等特种成形技术,重点介绍了适用于铝合金构件大批量生产的热处理-冲压一体化技术,包括带中间退火-冲压一体化技术、温冲压、W态下冲压和热冲压,阐明了它们的发展历史和现状,指出铝合金板热处理-冲压一体化技术控形控性的关键,最后比较了不同技术的优缺点,并展望了铝合金板冲压技术未来应重点开展的工作.     

Formability of AA8011 aluminum alloy sheet in homogenized and unhomogenized conditions

The present study examines the microstructure and formability of homogenized and unhomogenized AA8011 aluminum alloy sheets under uniaxial and biaxial deformation modes. The stretch formability of sheets has been characterized in terms of limit strains in forming limit diagrams (FLDs). The formability of the material is associated with combinations of strain hardening, strain-rate hardening and surface roughening which is developed during the plastic deformation of the material. The phenomenon of recrystallization and the effect of second phase particles has been investigated in cold rolled sheets. It appears that surface roughening which is in turn a result of the grain coarsening is more important in the homogenized materials annealed at high temperatures.     

温成形中铝合金板成形极限图的预测研究

在铝合金板温成形数值仿真中,成形极限图是判断材料颈缩失效和评价温冲压成形能力的基础.提出了一种温成形条件下铝合金板成形极限图的理论预测方法.采用曲线拟合方法建立了Al5083-O铝合金板应变硬化指数、应变率硬化指数随成形温度的变化规律;采用M-K理论模型,结合Logan-Hosford屈服函数计算获得温成形条件下铝合金板的成形极限图.计算结果与实验数据吻合较好,证实了温成形条件下铝板成形极限图的理论预测方法是正确的.     

镁合金板材成形极限图(FLD)的实验研究

首次利用电蚀网格法,在BCS-30D板材成形性试验机上进行镁合金板材成形实验,利用先进的ASAME自动应变测量系统进行应变测量分析,测试镁合金板材的成形极限图(FLD).实验表明,室温下AZ31B镁合金冷轧态板材的力学性能和冲压性能不佳,难以完成成形极限图的测试,不具备成形加工能力;热轧态镁合金板材具有一定的塑性和成形性能,并测试了其成形极限图.成形极限曲线FLC的测试对制订镁合金板材的冲压成形工艺提供了理论依据.     

不锈钢外板对 2219 铝合金拼焊板胀形性能的影响

目的现有2219铝合金板材宽度不能满足大型复杂曲面件整体流体高压成形需要,仍需采用焊接方法制备成形坯料,焊缝的存在导致铝合金拼焊板整体性能不均匀,影响成形性能及壁厚分布。方法提出2219铝合金拼焊板的双层板流体高压成形方法,采用1.8 mm厚铝合金拼焊板作为内层板,1mm厚不锈钢板作为外层板,进行双层板胀形实验研究。对比分析了单层板与双层板条件下2219铝合金拼焊板的成形极限、应变及壁厚分布。结果外层板的存在能够使板材的极限成形高度和极限应变增加,同时使壁厚分布更加均匀。结论双层板之间存在界面摩擦,可以提高内层拼焊板的成形极限、改善壁厚分布。     

Influence of the Heat Treatments on Creep Behaviour of Nickel Aluminide with Boron

The nickel aluminide with boron alloy is being considered for elevated-temperature structural application in particular for jet turbine engine components. The alloy is attractive due to its ease of production, the low cost of its components, and its property advantages relative to superalloys. Therefore, if alloys based on Ni₃Al are successfully developed, substantial increases in engine performance and efficiency may be realized.The creep characteristics of an intermetallic Ni₃Al alloy containing boron produced by hot isostatic pressing were investigated in the temperature range 800 to 900^°C. Various heat treatments were used to produce different initial grain sizes of this alloy.Parameters studied were steady state strain rate, time to fracture, ductility and Larson-Miller parameter. The stress exponent, activation energy for creep and grain size exponent were calculated.It was found that by increasing the temperature of the heat treatment, the grain size increased. The results showed that the creep behaviour for this alloy improved as grain size increased. Furthermore, a comparison of the resulting creep data with data obtained from references is discussed.     

Experimental and numerical evaluation of forming limit diagram for Ti6Al4V titanium and Al6061-T6 aluminum alloys sheets

The forming limit diagram (FLD) is a useful concept for characterizing the formability of sheet metal. In this work, the formability, fracture mode and strain distribution during forming of Ti6Al4V titanium alloy and Al6061-T6 aluminum alloy sheets has been investigated experimentally using a special process of hydroforming deep drawing assisted by floating disc. The selected sheet material has been photo-girded for strain measurements. The effects of process parameters on FLD have been evaluated and simulated using ABAQUS/Standard. Hill-swift and NADDRG theoretical forming limit diagram models are used to specify fracture initiation in the finite element model (FEM) and it is shown that the Hill-swift model gives a better prediction. The simulated results are in good agreement with the experiment.     

Modelling studies of sheet metal formability of friction stir processed Mg AZ31B alloy under stretch forming

Magnesium alloys have poor formability at room temperature. The formability can be improved through hot forming at the cost of deterioration in strength and other mechanical properties. Improvements in texture and grain refinement are the alternate ways for formability improvement. The economically viable process for such applications is alloying or grain refinement technologies like equal channel angular pressing (ECAP), friction stir processing (FSP), and accumulative roll bonding (ARB), etc. Friction stir processing is an emerging solid state microstructure modification technique that can produce homogeneous microstructure with fine-grains in a single pass. The desirable characteristics for sheet formability are the maximum limiting dome height under plane and biaxial strain deformation conditions and the major fracture strain limits through forming limit diagrams (FLDs). Equiaxed homogeneous microstructure with fine grains through FSP results in the enhancement of formability of the material. The objective of the present work is to establish the methodology for viable sheet metal forming practices by altering the process conditions. This needs a clear understanding of the friction stir processed Mg alloy under different strain conditions to get optimized process parameters.     

Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金的研究进展

Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金具有低密度、高比强度、高韧性和良好的抗腐蚀性能的特点,广泛应用于航空航天、交通运输和兵器领域。本文主要介绍近年来国内外Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金的最新研究进展。超高强度铝合金基体上分布着纳米级的晶内时效析出相、亚微米级的高温析出相、微米级的结晶析出相和晶界析出相,这些相的形态、数量、尺寸和分布对合金的综合力学性能和抗腐蚀性能有直接的影响;主元素成分含量对超高强度铝合金综合力学性能有影响,合金的综合力学性能随Zn/Mg和Cu/Mg比值的变化而变化;微量元素能够提高超高强度铝合金的综合力学性能。微量元素对铝合金的影响主要体现在提高沉淀相的过饱和度,改变沉淀析出过程,促进或抑制沉淀相的析出和促进新相的沉淀析出。新制备技术能够显著细化晶粒、抑制偏析、析出相均匀分布和提高各种元素的过饱和度,从而改善超高强度铝合金的综合力学性能。强化固溶处理能够提高时效析出程度,从而提高铝合金的力学性能。三级时效处理后的超高强度铝合金具有峰值时效T6态的强度和优异的抗腐蚀性能。