Al—Cu—Mg—Zr超塑合金扩散连接辊轧工艺研究

研究了辊轧温度和压下量对超塑合金Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ－Ｚｒ板材扩散连接和超塑性的影响，实验结果表明，辊轧温度过高对合金的超塑性不利，在４３０℃￣４４０℃以６０％￣６５％的压下量辊轧，扩散连接效果很好，扩散连接试样满足后续吹塑成形的要求，可吹塑出完整的超塑成形样品。     

材料超塑性和超塑成形/扩散连接技术及应用

大量的工程材料都具有超塑性,以材料超塑性为理论基础的超塑成形/扩散连接技术是先进制造技术的一种,在航空航天等许多工业部门得到了越来越多的应用.分析了材料超塑性现象,超塑性变形机理研究进展,超塑成形/扩散连接技术的理论基础.以及超塑成形/扩散连接复合工艺的技术优势、研究进展和应用现状,并展望了超塑成形/扩散连接技术的发展趋势.     

温轧态2618A铝合金高应变速率超塑性的研究

对温轧态２６１８Ａ铝合金在不同温度（４７０～５５０℃）和应变速率为１０￣（－３）～１０￣（０）ｓ￣（－１）范围内的超塑性进行了研究，确定了最佳超塑性变形规范：在５００～５３０℃温度范围内，应变速率为２．８×１０￣（－１）ｓ￣（－１）的条件下，可获得大于２３０％的延伸率，表明该合金具有高应变速率超塑性的特性。     

超塑处理对喷射成形GCr15钢超塑性的影响

研究了超塑处理对喷射成形GCr15钢超塑性的影响，超塑性拉实验结果表明，未经超塑处理的铸态试样，延伸率为119％，经过二次油淬和二次油淬＋高温回火超塑处理的两种试样，延伸率分别为328％和671％，变形温度和应变速率对GCr15钢的超塑性有一定的影响，但材料的微观组织对其超塑性具有决定性作用，超塑处理改变了材料试样的微观组织，导致其超塑性发生变化，经过二次油淬＋高温回火超塑处理后试样具有球化组织，其超塑性最好，未经超塑处理的铸态试样具有珠光体组织，超塑性最差，经过二次油淬超塑处理后试样的组织是马氏体和少量碳体物的混合，其超塑性介于上述两种试样之间，喷射成形工艺使GCr15钢获得均匀细化的稳定组织，这对于细晶超塑性是必要的，超塑处理材料的超塑性得到更大的提高。     

铝锌镁锆合金板材超塑性变形的力学特性

供应状态的Al-10％Zn-1％Mg-0.4％Zr超塑合金板材,可直接用于超塑成形。在470～550℃,ε≈10~(-3)～10~(-2)秒~(-1)范围内,一般δ>600％;特定条件下,δ_(max)>2000％。较快的超塑变形速率,适中的成形温度等,使其具有较好的应用性。本文考察了此合金超塑性变形的主要特性,分析了流变规律。     

温轧态2618A铝合金高应速率超塑性的研究

对温轧态２６１８Ａ铝合金在不同度温（４７０－５５０℃）和应变速率为１０＾－＾３－１０ｓ＾０＾－＾１范围内的塑性进行了研究，确定了最佳超塑性变形规范：在５００－５３０℃温度范围内，应变速率为２．８×１０＾－＾１ｓ＾－＾１的条件，可获得大于２３０％。的延伸率，表明该合金具有高应变速率超塑性的特性。     

超细晶化对高温合金GH4169性能的影响

为了研究超细晶化对高温合金GH4169机械性能的影响。对超细晶GH4169合金与普通GH4169合金在室温，高温的力学性能及较低应变速率下，950℃时的超塑拉伸性能进行了对比。结果表明：超细晶GH4169合金相对于普通GH4169合金其室温强度有所提高；超细晶GH4169合金在950℃有很好的超塑性，相对于普通GH4169合金其流动应力大大降低，可用于超塑成形。     

TC6钛合金的超塑变形机制研究

提出了一种全新的超塑性研究方法：基于m值的高效超塑变形机制。采用该方法对TC6钛合金进行高温拉伸实验,研究其超塑性能,并与最大m值法超塑性进行比较分析。实验结果表明,细晶组织的该合金具有优良的超塑性,最佳变形温度在900℃,最大m值超塑变形可以获得20倍的最大延伸率;基于m值的高效超塑变形可以显著提高超塑成形效率,在获...     

Ti—15—3合金的超塑性及应用

研究了Ｔｉ－１５－３钛合金薄板退火状态和冷轧状态的超塑性，ｍ值均在７００℃出现峰值，达０．４延伸率２６０％，冷轧箔材７００℃可吹塑成形复杂构件，并可获得优良的力学性能，该构件在卫星上得到应用。     

GH4169集合器超塑成形有限元分析及预成形研究

为了成功超塑成形GH4169高温合金集合器并降低研制成本,采用有限元分析对GH4169合金集合器超塑成形过程进行了数值模拟,并采用拉深成形工艺对集合器超塑成形所需的预成形进行了研究.结果表明:超塑成形需筒形预成形件,且聚料工步是超塑成形出满足设计要求的零件所必需的一道工序;成功地拉深出集合器超塑成形预成形件;合金经预拉深成形后,在超塑成形温度(950℃)下保温30 min后仍是ASTM 10级以上的细晶组织,能够满足超塑成形所需的细晶组织的要求.     

Zn-5Al超塑合金的恒载荷拉伸实验研究

研究表明，Zn-5Al超塑性合金的应变速率敏感指数m和超塑性变形激活能Q值和超塑性流动粘滞系数η可采用恒载荷蠕变法进行测定，在恒载荷变形条件下，应变速率敏感指数m随应变速率的增加而增大，超塑性流动的粘滞系数η随应变速率的增加而减小，超塑拉伸前对轧态试样进行保温处理时，由于通过回复和再结晶释放了合金中的储能，降低了超塑变形的动力，导致变形抗力增加而延伸率下降。     

镁合金双层板超塑成形/扩散连接工艺及模拟

为提高镁合金双层板结构超塑成形/扩散连接的成形质量,运用MSC.MARC有限元分析软件,对镁合金双层板结构波纹件超塑成形/扩散连接(SPF/DB)成形过程进行了三维数值模拟.在粘塑性有限元法的基础上采用罚函数方法,模拟得到波纹件在不同成形阶段的成形规律以及壁厚分布规律,并对波纹件在成形过程中潜在危险区域进行了预测,同时...     

Cu－Zn－Al形状记忆合金的超塑性研究

用超塑性拉伸试验方法，研究了加入晶粒细化剂Ｚｒ的冷变形Ｃｕ－２２．６７％Ｚｎ－４．５９％Ａｌ形状记亿合金的短暂超塑性变形．在６００℃，以初始应变速率ε＝５．５５×１０－４ｓ－１进行拉伸试验可获得优良的超塑性性能，延伸率δ＝４６０％．超塑性变形过程中激活能为７４．４ＫＪ／ｍｏｌ，与铜沿晶自扩散激活能值接近．从而认为该合金的超塑性变形机制为晶界的滑移和迁移过程，这一结论与金相观察及断口分析相一致     

铝锂合金薄板微结构辊压微成形缺陷及其电致塑性效应数值模拟研究

目的 研究微结构形状及尺寸、压下量、温度、电流强度和电流路径对电流辅助辊压成形的影响规律,分析辊压过程中多物理场耦合行为,探究电致塑性效应对辊压成形的作用机理,并以此来解决薄板微结构形性协同控制关键问题。方法 采用ABAQUS建立微结构辊压有限元模型,通过辊压成形数值模拟方法进行相关研究。首先设计了三因素三水平正交试验,探究了沟槽形状、沟槽深度、压下量对成形效果的影响。其次通过改变电流大小、对比辊对辊(R2R)和辊对板(R2P)2种电流路径、对比电流辅助辊压和等温辊压模拟试验来依次探究电流强度、电流路径、电流的非热效应对铝锂合金薄板微结构辊压成形过程中微结构填充率与板材翘曲高度等辊压成形缺陷的影响规律。结果 在R2R电流路径下,电流分布于整个板厚空间,而在R2P电流路径下,电流主要分布于材料表面,2种路径下的温度与应力分布相似,但R2R下的峰值温度略高,约高20 ℃;峰值应力略小,约小35 MPa。当压下量与微沟槽宽度越大、沟槽形状越接近矩形时,辊压填充高度和翘曲高度均越大。在相同温度下,与等温辊压相比,电流辅助辊压微结构填充高度更高。三角形微沟槽在100 A、30%压下量时的辊压填充高度提升率高达7%。在等温辊压下,微结构填充时的塑性流动主要分布于表层;而在电流辊压下,微结构填充时的塑性流动在整个板厚范围内分布得较为均匀,且应力集中不明显。温度对辊压微结构薄板翘曲程度的改善作用较小,电致塑性效应大幅改善了微结构薄板辊压翘曲程度,翘曲高度减小约70%。结论 从焦耳热均匀性角度来看,电流路径选择R2R更优。通过改变压下量、微沟槽宽度与形状可以改变微结构辊压成形效果。相较于等温辊压,电流辅助辊压可以提高辊压填充高度、减小板材翘曲高度,故其成形效果更好,说明电流非热效应可以促进辊压成形的进行。     

NiAl基合金的实用化研究

1 NiAl合金 (1)NiAl合金超塑性的发现与机理研究:我们在国内外首先发现NiAl合金具有超塑性,超塑性温度范围为800～1100℃,应变速率范围为3.3×10~(-2)～1.04×10~(-4)s~(-1)。最高伸长率达480％,m值为0.64。NiAl超塑性的发现是解决NiAl合金难于加工成形的关键途径和方法。已申报中国发明专利(No.00114836.2)。     

TA15/Ti2AlNb四层空心舵翼超塑成形/扩散连接工艺研究

目的 研究TA15/Ti2AlNb异种合金四层空心舵翼件成形/扩散连接工艺,获得合理的工艺参数,掌握塑性变形和扩散连接规律,推动异种合金轻量化中空结构件的应用。方法 采用MSC.Marc有限元仿真了TA15/Ti2AlNb异种合金四层空心舵翼超塑成形/扩散连接工艺过程,根据2种材料的高温变形规律优化出气压加载曲线,开展了空心舵翼的超塑成形/扩散连接实验研究,测试了舵翼的壁厚分布,分析了焊缝的金相组织。结果 成功制备了TA15芯板直立筋良好、三角区宽度仅1.1 mm的四层空心舵翼,面板最大减薄率为20.0%,芯板最大减薄率为54.2%,芯板与面板之间扩散连接区域的焊合率为46.8%~98.6%。结论 超塑成形/扩散连接工艺可制造TA15/Ti2AlNb异种合金空心结构,2种合金高温流动应力的显著差别避免了表面沟槽缺陷,但当整形压力和保压时间不足时,四层结构内各处扩散连接焊合率存在不稳定性。     

镁锂合金微型热管电场辅助超塑挤压成形

目的 解决新一代轻质镁锂合金微型热管加工难度大、尺寸精度差、性能不稳定的难题。方法 对镁锂合金坯料施加脉冲电流,利用脉冲电流产生的电致超塑性效应提高塑性变形能力,降低镁锂合金微型热管的加工难度。利用有限元仿真和实验相结合的方法,分析微型热管电场辅助超塑挤压过程中微型热管的变形行为与缺陷演变。结果 电场辅助超塑成形的挤压力远低于相同温度下纯加热成形的变形力,能够单道次挤压出Φ2 mm的微细热管。结论 与相同温度下的纯加热成形相比,电场辅助微型热管超塑挤压成形的变形抗力降低了50%,证明电致超塑性可有效降低镁锂合金微型热管的加工难度。随着超塑挤压速度的增加,变形不均匀性加剧。当挤压速度为0.006~0.02 mm/s时,能够获得尺寸精度和表面质量较好的微型齿槽。当挤压速度超过0.02 mm/s时,容易导致微型齿与管壁区域之间的材料流动不均匀,甚至诱发断裂。当挤压温度为200~280 ℃时,可以软化材料,降低挤压力,避免了温度过高产生的“焊接”现象。镁锂合金微型热管成形过程受尺寸效应影响,在挤压杆微型齿槽表面,亚毫米尺寸导致镁锂合金与模具间的界面摩擦增大、材料流动变慢,进而影响了微型齿槽的填充质量。     

Al-6Mg-0.2Sc铝合金高温力学行为研究

研究了Al-Mg-Sc超塑合金在200～500℃的高温力学性能,并对实验残样进行了微观组织分析.结果表明,Al-Mg-Sc合金在250～500℃区间内均具有一定的超塑性;在300～400℃超塑成形时强度较低,成形后制件使用性能较好,工程化条件下可选择使用;合金高温断裂机制由穿晶断裂向沿晶断裂转变的温度点在300℃附近,在此温度以下晶粒强度低于晶界强度,在此温度以上晶粒强度高于晶界强度.     

Ti-15-3钛合金超塑行为研究

为系统了解Ti-15-3合金的超塑性,研究了固溶态和两种不同变形量冷轧态的Ti-15-3合金板材在700～800 ℃和1×10-4 ～3×10-3s-1应变速率范围内的超塑性行为.结果表明:Ti-15-3合金具有较好的超塑性能,冷轧态合金的延伸率均优于固溶态,且随着板材冷轧变形量的增大而增大;各应变速率下,该合金都在780 ℃时获得最大延伸率和应变速率敏感性指数.在780 ℃和1×10-4s-1条件下拉伸时,冷轧变形量为52%的Ti-15-3合金板材获得了370%的延伸率,m值为O.56;变形温度和速率对合金的超塑性能影响很大,合金的延伸率在730～780 ℃范围内随温度的升高和应变速率的降低而升高,合金的流变应力则随之下降.     

Ti-6Al-4V板材低温超塑性的研究进展

提高金属材料性能的方法之一是生产平均晶粒尺寸小于1μm的合金,它可使合金的强度提高2～3倍.亚微米晶合金出现超塑性的温度比微米晶合金的低得多.经超塑性成型/扩散结合(SPF/DB)可获得亚微米甚至纳米晶合金.超塑成型前的合金不允许存在各向异性,利用大塑性变形如等通道挤压或多重等温锻造可消除合金内的各向异性.俄罗斯研究人员给出获得各向同性亚微米晶Ti-6Al-4V板材的方法,并研究了板材的室温和高温机械性能及其超塑性.