模锻方法对铝合金轴叉锻造成形的影响北大核心CSCD

通过模拟和实验相结合的方法研究了一步成形和两步成形的模锻方法对6061铝合金轴叉锻造成形的影响。模拟结果表明:两步成形锻件的叉耳盲孔附近的等效应变值和等效应力值比一步成形锻件小;实验结果表明:一步成形和两步成形的锻件均表现为轴叉杆部的力学性能最好,抗拉强度达到362 MPa,屈服强度达到329 MPa,伸长率达到15.2%。两步成形的锻件在叉耳盲孔附近的抗拉强度、屈服强度、伸长率均大于一步成形的锻件,但其他部位的力学性能差异较小。两步成形的锻件在叉耳盲孔附近的晶粒尺寸较小且析出相分布均匀,一步成形的锻件在此处的晶粒较大,析出相分布不均匀且晶粒粗大。综合比较,两步模锻成形方法优于一步成形方法。     

等温半闭式模锻及时效对AZ80-Ag合金组织及力学性能的影响

应用等温半闭式模锻成形了大尺寸AZ80-Ag悬臂梁,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、维氏硬度仪及力学性能试验机,系统研究了悬臂梁底部显微组织、织构及力学性能,并利用时效提高了悬臂梁强度。结果表明:等温模锻后,悬臂梁底部大部分晶粒为动态再结晶晶粒及少量变形晶粒,晶粒内部及晶界分布着一些球状Mg_(17)Al_(12)动态析出相;悬臂梁底部在纵向和横向的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别为301、179MPa,9.2%和354、186 MPa,12.3%;时效后,悬臂梁底部纵向和横向的强度均提高,而伸长率均下降。变形态纵向试样的屈服强度比横向的稍低,是基面织构在两个方向偏转程度不一致所致,而时效后强度的提升及伸长率的下降与层片状的Mg_(17)Al_(12)相析出密切相关。     

激光修复300M钢的组织及力学性能研究

采用激光立体成形技术进行了300M钢修复实验,利用XRD、SEM及动态散斑等手段研究了激光成形修复300M钢沉积态和热处理态的组织及力学性能特征。结果表明,300M钢基材区由马氏体、贝氏体及少量残余奥氏体组成;修复区由顶部的贝氏体组织,中部的马氏体和贝氏体的混合组织,到底部的回火马氏体组织呈现连续转变;热影响区则呈现为不均匀的马氏体组织。经过淬火+回火处理后,各区域的组织变得均匀,均为回火马氏体和贝氏体的混合组织。修复后沉积态试样的拉伸性能远低于锻件标准。但经过热处理后,修复试样的各项力学性能指标均有显著提高。应力-应变测试结果表明,沉积态和热处理态试样在弹性变形阶段的应变都是均匀增加的,而超过最大拉伸强度后,局部应变在修复区急剧增加。这与试样的组织协调变形能力及应变硬化指数有关。     

航空轴锻件用Maraging250钢热挤压成形数值模拟及组织性能

采用DEFORM-2D软件对航空轴锻件用Maraging250钢的热挤压过程进行数值模拟,分析了其在挤压过程中温度场、等效应变场和应力场等的分布规律,并对其挤压后的微观组织和力学性能进行了分析.结果 表明:热挤压成形后,锻件的温度沿径向向外表面呈升高的趋势;锻件主体区域等效应变为1.0～1.5,温度在1135～ 1174℃之间,锻件的温度分布和应变分布较均匀;锻件各部位的组织和力学性能具有良好的均匀性,其主体的平均晶粒尺寸为41.42～61.07 μm.     

连续退火温度对高强IF钢组织及力学性能的影响

针对不同的连续退火温度,研究了其对高强IF钢的组织、织构及力学性能的影响。结果表明:当连续退火温度为760℃时,退火板再结晶不完全,屈服强度较高,伸长率较低,应变硬化指数n值和塑性应变比r值较低,{111}织构较弱;随着退火温度的升高,拉长晶粒完全消失,退火板晶粒尺寸增大且均匀性增强,屈服强度降低,伸长率、n值和r值上升。退火温度在790℃以上时,退火板织构以γ织构为主;随着退火温度继续升高,退火板γ织构中{111}110和{111}112取向强度差减小,各向同性增强。升高连续退火温度有利于提高高强IF钢的组织均匀性、成形性能以及深冲性能。     

轧制温度对大应变轧制AZ31合金板材显微组织和力学性能的影响

采用大应变轧制技术制备AZ31合金板材,研究了轧制温度对板材显微组织、宏观织构和力学性能旳影响。结果表明,轧制温度为200℃时,板材发生开裂,轧制温度升高至250~400℃时,大应变轧制可以成功进行;在250~400℃的轧制温度范围内,板材再结晶晶粒尺寸和基面织构强度随轧制温度的升高而增大,其力学性能则随轧制温度的升高而下降;轧制温度为250℃时,板材具有良好的综合力学性能,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为325.7 MPa、213.2 MPa和29.8%。     

Ti60钛合金整体叶盘用锻坯的改进北大核心CSCD

为了降低Ti60钛合金整体叶盘锻件的探伤杂波,对锻坯用原材料Ti60钛合金进行改锻,并采用等温锻造成形方法对Ti60钛合金整体叶盘锻件进行了试制验证。试制结果表明:改锻可以提高中间坯的组织均匀性,降低杂波水平。锻坯在变形温度为(T_(β)-40)℃、变形速率为1.5~0.2 mm·s^(-1)、等效应变为0.3~1.2的条件控制下,获得了理想的双态组织、优异的高温力学性能。在变形温度为600℃、应力为310 MPa的条件下,试样持久时间可达388 h;在600℃的高温下保温20 min后,拉伸试样的抗拉强度为677 MPa、屈服强度为557 MPa、伸长率为15%、断面收缩率为40%,并按HB/Z 37—1982水浸探伤要求进行测试,杂波水平为Φ0.8-12.0 dB,满足某型号Ti60钛合金整体叶盘模锻件验收标准要求。     

退火温度对21Cr-0.3Cu铁素体不锈钢组织性能的影响

通过光学显微镜、拉伸试验及背散射电子衍射,研究了退火温度对21Cr-0.3Cu超纯铁素体不锈钢显微组织、力学性能、成形性能和微观织构的影响。结果表明,试验钢经970 ℃退火时,晶粒细小且均匀,组织处于完全再结晶状态。退火温度低于970 ℃时,再结晶不完全;退火温度高于970 ℃时,再结晶晶粒异常长大,这两种情况均出现混晶组织。试验钢在970 ℃退火时,综合力学性能最佳,抗拉强度为473 MPa,屈服强度为315 MPa,伸长率35.7%。随退火温度的升高,试验钢的平均塑性应变比r_m值先增加后减少。当退火温度达到970 ℃时,r_m可以达到最大值1.82。γ纤维织构密度变化趋势与r_m值一致,退火温度为970 ℃时,γ纤维增强明显,此时其取向密度达到最大值f(g)=20.56,成形性能最佳。     

高筋铝合金航空接头锻件成形工艺研究

采用Deform-3D有限元软件对高筋铝合金航空接头锻件锻压成形工艺进行了仿真分析,获得了成形良好、应变分布均匀的最佳预锻件形状.在实验室压机上开展了缩比锻件的成形工艺实验,研究结果表明:优化的预锻件在模腔中的流动性提高、锻件充填完好、变形均匀、应力应变集中降低,所得锻件流线顺畅、晶粒细小、纤维组织明显、力学性能优良,避免了锻造缺陷;仿真与实验结果吻合,为航空接头锻件设计及成形工艺提供了依据.     

2219铝合金薄壁曲面拉伸件的变形与强化规律

为了研究拉伸成形2219铝合金薄壁曲面件的变形与强度分布规律,通过网格应变法和单向拉伸试验对曲面件各个区域的应变与力学性能进行测试,得到全域范围内的变形与强度分布规律。结果表明:等效应变分布在1%~15%范围,但瓜瓣曲面件有效区域的等效应变在7%~12%,变形较为均匀;屈服强度为312.8~346.9 MPa,抗拉强度为421~442.2 MPa;强度与变形量之间成正比例关系,抗拉强度和硬度皆随变形量增加而增大。所有测试数据表明拉伸成形的2219铝合金薄壁曲面件满足火箭燃料贮箱箱底的力学性能要求。     

多向锻造7075铝合金的结构和性能

在440℃经多向锻造加工成7075铝合金锻件。研究了锻件的显微组织和力学性能随退火温度和T73回火的变化，TEM和SEM用于分析锻件的晶粒和第二相形态。多向和大变形锻造产生平均晶粒尺寸1．8μm的完全再结晶组织。390℃-450℃退火使晶粒长大到3μm，但位错和第二相分布没有明显改变，这时锻件展现出较低强度和较高延性。T73回火使锻件屈服强度和拉伸强度分别提高280％和210％，而延性同退火样相比并无明显下降，断裂韧性达到51MPam^1/2，可以认为这是沉淀强化的贡献。     

6061铝合金环形锻件动态力学性能与失效行为

为了研究6061铝合金环形锻件在冲击载荷下的动态力学性能和失效行为,在室温下分别采用分离式霍普金森压杆装置(SHPB)与冲击摆锤试验机测试其动态压缩力学性能与动态冲击力学性能,并利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)对冲击试样进行了组织和断口的显微分析。结果表明:6061铝合金环形锻件在室温、高应变率下具有正应变率强化效应,经过固溶处理、时效处理后,其动态压缩强度逐渐提高,在3300 s^-1应变率下具有最大动态压缩强度,为365 MPa,而其塑性逐渐降低;室温下,6061铝合金环形锻件在固溶处理后具有相对优异的综合冲击性能,其最大冲击功为17.2 J,最大冲击韧性为215.1 k J·m^-2;锻后的冲击断裂为韧性断裂,固溶后的断裂为韧、脆混合断裂,时效后的断裂为脆性断裂。     

成形速度对7050铝合金锻件力学性能和断口形貌的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、室温拉伸试验等研究了成形速度对7050铝合金锻件显微组织、力学性能和断口形貌的影响。结果表明,随成形速度的增加,7050铝合金锻件的晶粒截面形貌逐渐由圆形过渡到细长状,且局部出现粗化。抗拉强度和屈服强度随成形速度增加呈先增加后减小的趋势,伸长率随成形速度的增加逐渐减小;当成形速度为2 mm/s时,抗拉强度、屈服强度分别达到608 MPa和560 MPa,伸长率为12.7%;当成形速度分别为2 mm/s和8 mm/s时,拉伸后试样的断裂形式以穿晶断裂为主,伴随着少量的第二相粗大颗粒和晶间断裂,且随着成形速度的减小,韧窝数量不断增加,韧窝深度也逐渐变深。实际热模锻生产成形速度宜选择2~8 mm/s。     

7050铝合金等温模锻坯料设计

设计合适的锻压坯料是保证锻压后锻件具有良好综合性能的基础,通过改进锻压坯料的尺寸来改善锻件各部位的变形程度以获得具有良好组织及性能的锻件。运用有限元模拟软件Deform-3D模拟联接轴等温模锻过程,对不同尺寸的坯料模拟等温锻造过程,随着坯料在Z向厚度尺寸的增加,模锻后锻件的等效应变随之逐渐增加。选择成形效果较佳且模锻后锻件变形程度逐渐增加的锻压坯料进行实验。对热处理后的等温模锻件进行室温拉伸、硬度、电导率、疲劳以及金相实验检测。结果显示:对于横截面沿长轴突变的联接轴锻件,锻件各部位间性能差异较大;等温模锻后,变形程度大的锻件能够获得更好的微观组织和力学性能。     

Warm forging of aluminium alloys: a new approach for time compression of the forging sequence

A new forging sequence, including a warm forging process, is proposed in order to obtain time compression in the production of forgings in heat treatable aluminium alloys. It offers the advantage of eliminating time consuming and expensive heat treatments. The proposed sequence consists of a solution treatment, followed by water quenching and then by warm forging that produces a fine precipitate structure characterised by high mechanical properties. The optimal warm forging condition was investigated by evaluating the strength and ductility values of the forgings by means of compression testing. The warm forging operation of the AA 6082 aluminium alloy, in the as-solutioned condition, at a temperature of about 240°C, after the natural ageing, provides mechanical properties that are almost coincident with those obtained after conventional forging sequences including an artificial ageing treatment. It was also observed that at such temperature the mechanical properties of the warm-forged parts are not significantly affected by the die speed.     

Effect of forging strain rate and deformation temperature on the mechanical properties of warm-worked 304L stainless steel

Stainless steel 304L forgings were produced with four different types of production forging equipment – hydraulic press, mechanical press, screw press, and high-energy rate forging (HERF). Each machine imparted a different nominal strain rate during the deformation. The final forgings were done at the warm working (low hot working) temperatures of 816 °C, 843 °C, and 871 °C. The objectives of the study were to characterize and understand the effect of industrial strain rates (i.e. processing equipment), and deformation temperature on the mechanical properties for the final component. Some of the components were produced with an anneal prior to the final forging while others were deformed without the anneal. The results indicate that lower strain rates produced lower strength and higher ductility components, but the lower strain rate processes were more sensitive to deformation temperature variation and resulted in more within-part property variation. The highest strain rate process, HERF, resulted in slightly lower yield strength due to internal heating. Lower processing temperatures increased strength, decreased ductility but decreased within-part property variation. The anneal prior to the final forging produced a decrease in strength, a small increase in ductility, and a small decrease of within-part property variation.     

多向锻造对汽车用AZ80镁合金组织及性能的影响

为了改善铸态AZ80镁合金组织和性能,对均匀化处理的铸态AZ80镁合金进行了多向锻造试验,并采用金相分析、EBSD (电子背散射衍射)分析和拉伸试验等方法,进行了显微组织和力学性能的测试与分析。结果表明:与锻造前相比,多向锻造后的AZ80镁合金的平均晶粒尺寸减小了约76μm、抗拉强度增加了66 MPa、屈服强度增加了79 MPa、断后伸长率增大了6%,断裂方式从脆性断裂转变为韧性断裂,多向锻造后合金内部晶粒为细小的等轴晶。因此,多向锻造显著地改善了AZ80镁合金的内部组织、提高了AZ80镁合金的力学性能。     

Microstructure and Mechanical Properties of AZ31 Mg Alloy Fabricated by Pre-compression and Frustum Shearing Extrusion

The AZ31 Mg alloys were processed by 6% pre-compression and frustum shearing extrusion at various temperatures, and the microstructure, texture and mechanical properties of the resulting alloys are systematically investigated. The results show that the grain size monotonically increases from 6.4 to 12.6 lm and the texture intensity increases from 6.7 to 9.6with the increase in the extrusion temperature. The combining effect of the pre-twinning and the frustum shearing deformation is found to contribute to the development of the weak basal texture in Mg alloys. The Mg alloy sheet produced at the extrusion temperature of 563 K exhibits excellent mechanical properties. The yield strength, ultimate tensile strength and elongation for the extruded alloys are 189.6 MPa, 288.4 MPa and 24.9%, respectively. Such improved mechanical properties are comparable or even superior to those of the alloys subjected to other deformation techniques, rendering the pre-compression and frustum shearing extrusion a promising way for further tailoring properties of Mg alloys.     

退火工艺对冷轧工业纯钛带卷各向异性的影响

力学性能各向异性是影响工业纯钛板带材成形性能的主要因素之一。为制备低各向异性工业纯钛带卷,采用室温拉伸试验和电子背散射衍射技术表征了经不同工艺退火后冷轧工业纯钛的力学性能、显微组织和织构,分析了退火工艺对工业纯钛带卷力学性能各向异性的影响规律。结果表明,退火温度固定时,延长退火时间,TA1钛带纵向屈服强度降低程度大于横向,导致其各向异性升高,而退火超过一定时间后其各向异性趋于稳定,700 ℃时钛带纵横向屈服强度差值的稳定值为82 MPa,610 ℃时的稳定值为58 MPa;退火时间固定时,在所研究温度范围内,退火温度越高,钛带各向异性越显著。织构分析表明,延长退火时间或/和升高退火温度,TA1钛带的棱锥织构增强、基面织构减弱,导致室温拉伸时纵横向{1010}<1120>柱面滑移的施密特因子差值增大,从而表现出更明显的力学性能各向异性。     

等温锻造温度对2A70铝合金组织性能的影响

在6300kN四柱油压机上对2A70铝合金试样在变形温度350～480℃、应变速率0.001s~(-1)的条件下进行等温压缩试验,然后对其进行标准同溶时效处理,并进行室温拉伸性能测试和显微组织观测.实验研究结果表明,在430～450℃变形温度范围内,等温锻件的显微组织为完全再结晶组织,晶粒细小且沿变形方向分布;在430℃纵向抗拉强度和屈服强度分别达到最大值(410MPa和292.5MPa),在450℃横向抗拉强度和屈服强度分别达到最大值(400MPa和270MPa),而伸长率均远超过技术条件要求.综合考虑显微组织、强度和塑性等因素,选取450℃为该合金的较佳等温锻造温度.