AZ31镁合金板材超塑性气胀成形研究

研究了AZ31镁合金板材不同工艺条件下的气胀成形性能。实验表明，胀形高度随温度的升高而增大，且应变速率敏感指数值均大于0.3。在673K,0．7MPa下胀形25min所得的胀形件胀形高度达23．34mm，高径比为0．67。由金相及SEM电镜观察可知，在胀形件的顶端晶界处聚集了大量空洞。通过动态再结晶，晶粒得到了很大细化。并且随变形程度的增大，晶粒细化更明显。AZ31镁合金板材的超塑性胀形主要由晶界滑移控制，动态再结晶则为重要的辅助机制。     

AZ31镁合金板材超塑性气胀成形研究

研究了AZ31镁合金板材不同工艺条件下的气胀成形性能。实验表明,胀形高度随温度的升高而增大,且应变速率敏感指数值均大于0．3。在673 K,0．7 MPa下胀形25 min所得的胀形件胀形高度达23．34 mm,高径比为0．67。由金相及SEM电镜观察可知,在胀形件的顶端晶界处聚集了大量空洞。通过动态再结晶,晶粒得到了很大细化。并且随变形程度的增大,晶粒细化更明显。AZ31镁合金板材的超塑性胀形主要由晶界滑移控制,动态再结晶则为重要的辅助机制。     

轧制镁合金超塑性和超塑胀形

对轧制态MB15镁合金进行了超塑性拉伸实验 ,结果表明 :晶粒尺寸为 5 .9μm的MB15镁合金板材 ,在温度为 5 73K、初始应变速率为 5 .5 6× 10 -4s-1的变形条件下 ,获得的最大延伸率为 30 9% ,应变速率敏感指数为0 .34;当真应变为 0 .3时 ,试样的晶粒尺寸为 4 .5 μm ,说明在拉伸初始阶段轧制镁合金可以获得细晶组织 ,同时发生了部分动态再结晶。利用扫描电镜观察断口发现典型的超塑性空洞形貌特征。通过胀形实验可以看出 ,该镁合金板材的超塑成形性能好 ,具有良好的超塑性成形应用潜力     

双相LZ91镁锂合金超塑性变形行为及组织演变

采用铸造、挤压、冷轧和退火的方法,获得了双相LZ91镁锂合金板材,并通过OM、SEM、TEM和拉伸实验,研究了双相LZ91镁锂合金板材在200～300℃、应变速率1.0×10?2～1.7×10?4 s?1条件下的超塑性变形行为、显微组织演变和空洞长大机制.结果表明:双相LZ91镁锂合金在285℃、1.7×10?4 s?...     

AZ31B镁合金薄板超塑性气胀成形

利用热拉伸试验、气胀成形、金相显微镜和扫描电镜,研究AZ31B镁合金薄板热拉伸性能、气胀成形性能及其组织结构.结果表明:在变形温度为425℃,应变速率为1.0×10-3～6.6×10-5s-1时,其流动应力4～12MPa,延伸率则为200%～327%,挤压+热轧,冷轧的镁合金薄板表现出良好的超塑性;在变形温度为425℃,应变速率为1.0×10-3s-1条件下AZ31B镁合金板材的超塑气胀成形性能较好,胀形件的高度可达24 mm以上,其高径比大于0.80.     

电场辅助镁锂合金超塑变形行为及其在微型热管成形中的应用

通过等通道转角挤压工艺制备了不同晶粒尺寸的LZ91镁锂合金，当挤压道次超过8道次后，晶粒尺寸基本不再细化。为了探究电场作用下LZ91镁锂合金的超塑变形行为，设计并制造了电场辅助超塑单向拉伸实验平台，提出了一种“递减式”恒压通电方案，开展了不同电压、初始应变速率和晶粒尺寸下的电场辅助单向拉伸实验。实验结果表明，随着电压的增大，电流的焦耳热效应增大，LZ91镁锂合金的真应力-真应变曲线逐渐呈现出稳态流变特征。所有电压下原始镁锂合金的伸长率差异不明显，最大差异仅为16%。相比于低电压时，在高电压下初始应变速率对LZ91镁锂合金超塑变形行为的影响更加显著。电场对细晶LZ91镁锂合金超塑变形行为影响较大，主要体现在降低超塑变形温度和提高伸长率。在获得电场作用下LZ91镁锂合金超塑性能的基础上，通过DEFORM-3D仿真软件对LZ91镁锂合金微型热管挤压成形工艺进行了设计与仿真，长度为5 mm的坯料仿真得到的微型热管长度为40 mm,微沟槽深度为0.25 mm,等效应变分布均匀，为微型热管电场辅助成形工艺提供了有益探索。     

LA91超塑性变形力学性能研究

以LA91双相镁锂合金板材为研究对象,在不同温度(423、473、523、573和623 K)、不同应变速率(5×10-4、1.5×10~(-3)、4.5×10~(-3)和1.35×10-2s~(-1))条件下进行超塑性拉伸试验。结合真应力-应变曲线分析LA91超塑性变形行为。结果表明,提高变形温度或降低应变速率,LA91的伸长率增大,流变峰值应力减小,从250 MPa降至30 MPa。其中,在初始应变速率为1.5×10~(-3)s~(-1)、变形温度为623 K条件下伸长率最大为187.04%,具有明显的超塑性特征。基于超塑性本构方程得LA91的应变速率敏感指数为0.41,变形激活能为92.93 k J·mol~(-1),其超塑性变形机制为晶界扩散控制的晶界滑动。研究结果为LA91双相镁锂合金板材的塑性加工与应用提供了科学依据。     

LZ91镁锂合金热变形的本构模型及微观组织演变

为了研究轧制态LZ91镁锂合金的超塑性变形特征,对其在不同温度(513、553、593和633 K)、不同应变速率(9.06×10-4、4.53×10-3和2.26×10-2s-1)下进行了单轴热拉伸试验.结果表明:LZ91合金流变应力曲线呈现典型的动态再结晶特征,峰值应力随变形温度升高(应变速率降低)而降低;在试验温度范围内合金的平均热变形激活能Q=89.74 kJ/mol,在633 K时的应变速率敏感指数m为0.422,说明合金具备超塑性特征,且超塑性变形机制为晶界扩散控制的晶界滑移.轧制态LZ91合金的组织为α-Mg相和β-Li相,且α-Mg相随机分布在β-Li相中,热变形过程中合金产生明显的动态再结晶.     

轻合金板材气压成形工艺的研究与应用

概述了轻合金板材气压成形工艺及其材料的研究与应用进展.探讨了爆炸成形、激光冲击成形、超塑性气胀成形、热态金属气压成形和快速塑性成形几种典型工艺的应用现状、工艺流程及关键技术.总结了铝、镁合金等工程材料超塑性研究所取得的重要成果.指出新型高应变速率工艺材料开发与应用和低成本、高性能产品的气压成形工艺研究将成为金属板材气压成形工艺的发展方向.     

工业铝合金5052超塑性研究

研究了工业铝合金5052的超塑性。超塑性单向拉伸试验和自由气胀成形试验表明,铝合金5052在400～525℃有着良好的超塑性,在10-2s-1应变速率和400℃时,可得到伸长率的最大值(215%);在425℃和压力40 N/cm2时,气胀泡高达50.2mm,且厚度变薄,最薄处为0.3mm,这表现出了工业铝合金5052良好的超塑性。     

热轧MB8镁合金的超塑性

对热轧MB8(Mg-1.5Mn-0.3Ce)镁合金板材的超塑性进行了研究。高温拉伸实验结果表明,合金在573～723 K及2×10-2～4×10-4s-1应变速率范围内具有良好的超塑性,在673 K及4×10-4s-1条件下得到最大断裂伸长率为441.6%;在723 K时最高应变速率敏感系数m为0.42,此时流变应力仅为6.3 MPa。此外,采用SEM对拉伸试样断口形貌进行了观察,并通过断裂区域显微组织的观察分析了Mg-1.5Mn-0.3Ce镁合金超塑性变形的机制。     

Fabrication of Al-Coated Mg-Li Alloy Sheet and Investigation of Its Properties

An Al-coated Mg-8 mass% Li alloy rectangular bar was fabricated by hot extrusion, and then, it was hot-rolled into a thin sheet. The Al coating was uniform in thickness and had good bonding with the substrate during all the processing. This Alcoated Mg–Li alloy exhibited a good corrosion resistance in a 0.5 mass% HCl aqueous solution. No intermetallic compound was observed at the Al/Mg–Li interface after the extrusion and the rolling. The Al-coated Mg–Li alloy sheet exhibited an elongation to fracture of 35% at room temperature at a strain rate of 0.001 s(-1)without any debonding between the coating and the substrate. When tensile tested at 573 K at 0.001 s(-1)in the air, the Al coating remained undamaged even until an elongation of about 150%. Further elongation generated cracks on the coating and the specimen fractured at an elongation of about 200%. In an Ar atmosphere, the specimen exhibited a fracture elongation of over 400% under the same conditions at 573 K at 0.001 s(-1), although a large number of cracks generated on the Al coating.     

工业牌号铝合金的超塑性能及微观组织演化特征

采用实验方法研究国外广泛用于汽车车身板件冷冲压成形的工业牌号铝合金板材AA5182和6016的超塑性能,以及超塑变形中微观组织的演化特征。通过超塑性单向拉伸试验、材料变形前后的微观组织观察和自由胀形试验,揭示出铝合金AA5182具有一定的超塑性能,而铝合金6016的超塑性能很低。铝合金AA5182在温度为375℃、应变速率为1.67×10-3/s时,材料的延伸率达到210%,m值达到0.25;在温度为500℃、应变速率为1.67×10-2/s时,材料延伸率达到225%,m值达到0.35。     

超塑性胀形成形时间影响因素的数值分析

采用刚粘塑性有限元技术对超塑性胀形成形时间的影响因素进行了数值分析，以圆筒形零件的恒压和恒应变速率充模胀形为例，给出了不同因素对超塑性盛开有时间的影响规律，为超塑性胀形实际工艺设计提供了依据。     

Superplastic forming characteristics of fine-grained 5083 aluminum

Superplastic forming characteristics of a fine-grained 5083 aluminum sheet have been investigated by means of gas-pressure forming of a rectangular pan. This part geometry lends itself to a simple representation in terms of nearly one-dimensional sheet stretching and permits reasonably rigorous control of strain rate throughout the forming cycle. This study followed a study of the uniaxial tensile properties carried out on this alloy. A two-stage forming cycle, which comprised a short, rapid prestraining stage followed by a stage of slower rate of superplastic straining, was used because the uniaxial tensile work showed enhancement of superplastic response of this alloy under this condition. The study examined the effect of process parameters such as initial gas pressurization rate, level of hydrostatic pressure, and lubricants on the thinning characteristics of the sheet, especially along the die entry radii. The gas pressure/time cycle was suitably modified to avoid premature sheet failure due to excessive sheet thinning or cavitation. Cavitation under the biaxial forming condition and the effect of hydrostatic pressure on cavitation suppression were evaluated. A defect-free pan with sharp corners was formed.     

应用韧性断裂准则预测不同材料的胀形极限

为了准确地预测板料成形极限 ,将韧性断裂准则引入到有限元模拟中。在有限元模拟获得的应力应变场基础上 ,应用韧性断裂准则预测板料断裂的发生。本文应用作者提出的韧性断裂准则及材料常数的确定方法预测了铝合金板和钢板的半球形凸模胀形的成形极限。与实验结果比较表明 ,该方法能在较宽的材料范围内预测胀形成形极限。     

镁合金轮毂的塑性成形技术

利用镁合金在特定温度下具有较好塑性的特点,研究镁合金轮毂的塑性成形工艺。提出一种挤压与胀形的成形工艺,并设计加工出模具。通过试验成形出镁合金轮毂产品。通过检测轮毂不同部位的力学性能,结果表明:塑性变形对镁合金性能有较大的强化作用,最大抗拉强度、拉伸屈服强度及伸长率明显优于铸态试样,可满足汽车轮毂的使用要求。该技术为镁合金轮毂的成形开辟了新方向,促进了镁合金在汽车行业的应用。     

工业铝合金汽车覆盖件的超塑成形研究

采用工业铝合金 5 1 82就一款汽车上的前挡泥板零件进行了超塑成形的试验研究。根据零件的形状特点确定使用超塑气压胀形工艺 ,并进行了模具型腔曲面设计和模具结构设计。应用数值模拟的方法对型腔曲面设计进行了优化 ,使预测出成形零件所需的变形量处在材料的变形能力之内。最终的成形试验结果表明 ,成形工艺和模具设计合理可行。