温热条件对7B04铝合金性能的影响

针对高强铝合金航空复杂构件室温成形难问题,通过电阻炉加热及冲压成形试验探究了温热条件对7B04铝合金硬度及成形性能的影响规律,通过差示扫描量热仪及透射电镜探讨其性能变化机理。研究结果表明：7B04铝合金加热后,升温速率越快,材料硬度下降越快;在400 ℃以上炉温条件下加热较长时间,硬度会先降后升;在200~450 ℃温度范围内,7B04板材冲压成形性能随出炉温度提高而提高,加热至400 ℃以上出炉冲压成形效果较好,升温速率的提高可以使7B04铝合金在硬度降幅相同的情况下,达到更高的成形温度,获得更好的成形性能。     

7B04铝合金超塑性变形行为

针对7B04铝合金开展了变形温度为470~530℃,应变速率为0.0003~0.01s~(-1)的高温超塑性拉伸实验,研究了材料的超塑性变形行为和变形机制。结果表明,7B04铝合金的流动应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而逐渐减小,伸长率随之增加;在变形温度为530℃,应变速率为0.0003s~(-1)时,7B04铝合金的伸长率达到最大1105%,超塑性能最佳;应变速率敏感性指数m值均大于0.3,且随变形温度的升高而增加;在500~530℃的变形温度范围内,m值大于0.5,表明7B04铝合金超塑性变形以晶界滑动为主要变形机制;变形激活能Q为190kJ/mol,表明7B04铝合金的超塑性变形主要受晶内扩散控制;7B04铝合金超塑性变形中在晶界附近有液相产生,且适量的液相有利于提高材料的超塑性能。     

气体捕捉法制备泡沫Ti-6Al-4V三明治结构与性能评价

基于气体捕捉法制备泡沫钛三明治结构工艺,对以钢包套+Ti-6Al-4V板+Ti-6Al-4V粉的封装工艺制备的泡沫Ti-6Al-4V三明治结构预制坯进行了900℃下不同变形量的轧制,并进行了950℃/10h的等温发泡。通过SEM对不同状态的三明治结构芯部孔洞状态进行观察和测量,探究了轧制变形量对泡沫Ti-6Al-4V三明治结构预制坯等温发泡行为的影响。结果表明:轧制主要是以沿轧制方向拉长孔洞和增加孔洞连通的方式影响泡沫Ti-6Al-4V三明治结构芯部,且轧制变形量越大越严重,但对孔洞内壁形态及孔洞在垂直于轧向平面内的形态未产生影响。当预制坯轧制变形量为80%时,经等温发泡成功制备了面板厚度为362μm,芯部孔隙率达到40%的泡沫Ti-6Al-4V三明治结构,其在高应变速率下抗压强度达到824.8 MPa,400℃下热导率仅为致密金属的52.8%。     

电流辅助钛合金L型材拉弯工艺研究

钛合金型材弯曲构件由于性能优异而逐渐成为先进民用复合材料机身的主要承力构件,其成形质量直接关系到飞机的装配精度。本文针对OT4M钛合金L型材的拉弯成形工艺进行了研究,建立了拉弯过程的解析模型,并在不同的试验条件下进行了多组热单轴拉伸试验来探究型材的热变形行为,利用绝缘模具开展了钛合金型材的电热拉弯成形试验,结果表明,材料的塑性变形能力受变形温度和速度影响显著,拉弯成形时绝缘模具的应用可使钛合金型材保持在相对较高的温度490℃下成形,进而降低了回弹。     

铝合金7075T651高压水喷丸强化工艺试验研究

高压水喷丸强化是金属表面强化的新方法,即利用在水中的高压水射流所产生的气穴效应打击金属零件表面,从而对零件进行表面强化的工艺。基于不同的高压水喷丸强化工艺参数,对航空常用铝合金材料7075T651开展高压水喷丸强化试验,分析了强化试件的表面形貌、表面质量、表面残余应力以及强化层组织结构。结果表明,液体冲蚀过程中会产生气泡多次溃灭现象,由此产生同心圆环形强化区域;喷射压力和喷射距离是影响材料表面质量和残余应力分布的重要工艺参数;高压水喷丸强化后强化层晶体取向发生了改变,晶粒明显细化,为原始组织晶粒度的66.7%。     

5A06铝合金端板构件成形工艺优化

所研究的铝合金端板构件为端部异向翻折零件,成形过程中局部极易产生起皱和破裂等缺陷。针对端板构件成形过程中存在的起皱及成形精度差等问题,通过对模具结构进行优化设计,实现了单道次整体成形,提高了产品的整体性及成形质量;同时,通过有限元模拟分析,选取合理的坯料形状,解决了零件成形过程中的开裂问题,并进行了试验验证。结果表明:与无顶板的传统凸、凹模结构相比,采用带凹模顶板的优化结构时,端板构件过渡区域起皱现象得到有效缓解,最大增厚率减少至6.7%;采用过渡圆角为R50 mm的凸耳结构坯料时,端板构件过渡区域最大减薄率减少至12.11%。     

超高温Nb-Si基复合材料研究现状

主要论述了Nb-Si系原位复合材料的研究近况,主要总结通过合金化和制备工艺的改善,以期使室温断裂韧性、高温强度及抗氧化性能获得良好匹配,对进一步提出优化的制备和研究方案奠定了基础。     

TA18钛合金导管的内径滚压连接工艺

针对TA18钛合金导管开展了内径滚压连接工艺研究,研制了基于扭矩控制的滚压连接专用设备,实现了难变形钛合金导管的内径滚压连接成形;同时掌握了成形扭矩与连接件管端伸出量和连接件内径的关系,指出管端伸出量和连接件内径与成形扭矩呈线性递增关系,确定了最佳成形扭矩;采用痕迹法作为连接组件配合面密接度的检测试验方法,检测结果表明,管套与堵头之间的密封面沿圆周无间断,密接度达到100%。所研制的钛合金导管内径滚压连接件通过了配合面密接度检测和28 MPa液压系统性能验证,达到了28 MPa液压系统的性能要求。     

Nb-16Si-22Ti-2Cr-2Al-2Hf-xFe合金热加工性能研究

通过对真空非自耗电弧炉制备的Nb-16Si-22Ti-2Cr-2Al-2Hf-xFe(x=0, 1,2, 3, 5, at%) 5种铌硅合金的热变形行为进行探索和研究,分别绘制了5种铌硅合金的热加工图,并分析了不同变形参数下合金显微组织的变化,确定了各合金的最佳变形工艺范围,为后续铌硅合金的设计及热加工研究提供了理论依据。合金耗散效率因子η的最大值出现在低应变速率及高温区域;最小值则出现在低温和高应变速率区域。不同Fe含量合金的热加工图中均存在失稳变形区,主要分布区域与低耗散效率因子区重合,同时,失稳区晶粒明显拉长,晶界出现弯曲扭折现象,晶粒大小分布不均匀,发生了局部塑性流动。稳定变形区存在链状的动态再结晶组织,细小的再结晶晶粒沿晶界分布,随着变形温度的升高和应变速率的降低,动态再结晶晶粒的尺寸增大。