铈对2195铝锂合金显微组织和拉伸性能的影响

通过拉伸试验机、透射电镜、扫描电镜等研究了添加微量铈对T8和T6时效态2195铝锂合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:添加微量铈能使热处理态2195铝锂合金的组织及性能得到明显改善;微量铈一方面能使合金的主要强化相T1相和θ′相增多,且更均匀细小地弥散分布;另一方面能有效细化晶粒、净化晶界和抑制再结晶,使合金的组织分层更加薄化,在一定程度上改善合金的断裂行为,减少沿晶断裂倾向。     

铝锂合金板材钣金折弯设计技术研究

对5A90国产铝锂合金材料的机械性能进行了描述,同时与其它铝合金材料的性能进行了比较,突出了该种材料的优越性;通过板材钣金折弯仿真分析和折弯试验,得出5A90铝锂合金板材钣金的钣金折弯力学特性。     

T8状态铝锂合金型材冷拉弯成形技术研究

研究了铝锂合金T8状态冷拉弯成形回弹预测及模具补偿修正技术,并进行T和Z截面的2196-T8511和2099-T83铝锂合金型材拉弯成形试验。将模具回弹补偿修正算法应用于拉弯模具修正,回弹补偿后的零件与样板最大间隙为2 mm,证实了T8状态铝锂合金型材拉弯成形的可行性和理论回弹计算及模具回弹补偿修正算法的有效性,这种方法可以用于拉弯成形及模具设计。     

轻合金钣金件覆层板成形及研究现状

覆层板成形是在成形板一侧或两侧覆上相同或不同材料板材（称之为覆板）,成形过程通过覆板改变成形板材受力状态及变形规律,从而进一步提高成形板材的成形性能和成形质量,是复杂形状轻合金钣金件常见成形方法之一。轻合金钣金件覆层板成形过程,覆板性能及对成形板的作用规律是其成形可行性的关键,本文介绍了轻合金钣金件覆层板成形原理,总结了覆板厚度、力学性能及与成形板间的界面摩擦等因素对其成形过程的影响及研究现状,并对存在的问题及发展趋势进行了展望。     

镁合金板材温热成形韧性破裂准则

针对镁合金板材温热成形数值模拟过程中无法精确判断材料损伤破裂失稳的技术难题,建立考虑温度效应的镁合金板材温热成形韧性破裂准则;基于单向拉伸试验和温热成形极限试验,采用试验和数值模拟相结合的研究方法,确定镁合金板材温热成形韧性破裂准则中的材料参数;以建立的考虑温度效应的镁合金板材韧性破裂准则作为判断破裂的标准,对AZ31镁合金板材的温热成形极限进行预测,并且通过温热拉延试验进行试验验证。研究结果表明,考虑温度效应的镁合金板材韧性破裂准则适合镁合金温热成形数值模拟,应用建立的韧性破裂准则成功的预测板材温热破裂方式,揭示板材温热成形韧性破裂机理,预测结果与试验结果体现较好的一致性。     

铝锂合金热变形穿晶韧性断裂原因分析

采用Gleeble-1500热／力模拟试验机，对铸态1420铝锂合金在变形温度为350℃-450℃、应变速率为0．01s^-1-10.0s^-1的条件下，进行高温拉伸热模拟实验研究。利用扫描电镜，能谱分析、X射线衍射以及金相实验等手段对该合金的热变形穿晶韧性断裂进行分析。结果表明，Al3Fe相的存在是引起1420铝锂合金热变形穿晶韧性断裂的根本原因。     

基于主成分回归法的Johnson-Cook损伤准则的渐进成形破裂预测

板材加工过程中时常会产生裂痕甚至破裂，为了能够更加精确地预测出板料成形时破裂的高度，以Johnson-Cook损伤准则为标准，采用主成分分析法，通过正交实验的方法测量破裂数据，使用SPSS和MALTAB数据分析软件具体诠释了刀具直径、层间距、成形角、板料厚度、成形高度和制件尺寸这6个工艺参数对破裂的影响，构建出渐进成形板材破裂预测线性回归方程。结果表明：基于16个工作件的实测数据建立的主成分回归模型，预测得出两试验件板材破裂高度分别为-10.753 0 mm和-10.815 0 mm，与实际破裂高度误差仅为3.84%和6.14%。由此可见，板材破裂模型具有一定的可行性和准确性，可以更好地预测板料破裂高度，尽可能地防止成形缺陷。     

喷丸强化对2060铝锂合金表面完整性和疲劳性能的影响

为提高2060新型铝锂合金的抗疲劳性能,研究了喷丸强化对2060-T8E30铝锂合金表面完整性和疲劳性能的影响规律。利用表面轮廓仪、X射线应力测试仪、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)等测试和分析了铝锂合金喷丸处理前后的表面完整性变化;使用高频疲劳试验机评价了喷丸强化处理对2060-T8E30铝锂合金疲劳寿命的影响规律;探讨了喷丸强化表面完整性与疲劳性能之间的内在联系。结果表明:合理强度的喷丸强化处理能够显著提高2060-T8E30铝锂合金的疲劳寿命,但过高或过低强度的喷丸处理不能达到改善铝锂合金抗疲劳性能的最佳效果,此归因于喷丸强化处理对铝锂合金表面完整性影响作用的非单调变化规律。     

高直臂小间距等厚板材零件步进式冲锻工艺

针对高直臂小间距、不能展平的等厚板材零件,提出了步进式冲锻成形工艺。该工艺先通过冲压成形零件的大间距两直臂,然后通过若干次弯曲工步来缩小两直臂间距直至达到目标值。每次弯曲成形后对工件弯曲变形部位需进行冷锻平整,选择合理的工步数是保证冷锻过程中不出现材料重叠、起皱或破裂等现象的关键。建立了流线型弯曲的数学模型,通过该模型得到每个弯曲工步极限图。采用数值模拟结合试验的方法获得了无工艺缺陷的产品,产品性能优良,生产效率高。该步进式冲锻工艺为成形高直臂小间距等厚金属板材零件提供了新途径。     

拉深孔成形的工艺参数优化与实验研究

为了探讨拉深孔成形技术对提高板料成形性能的有效性，以圆筒形件为研究对象，研究了拉深孔成形条件下的成形性能。采用数值模拟、人工神经网络和遗传算法进行板材成形工艺参数优化，得到了最优化的压边力和拉深孔相对密度等拉深工艺参数。根据优化后的结果设计并完成了相关的工艺实验，取得了与有限元模拟相一致的结果，证明了拉深孔成形技术是一种提高板材成形性能的行之有效的方法。     

酸性环境中的铝锂合金腐蚀行为及其元胞自动机模拟

为研究储罐材料与液体推进剂的相容性问题,使用电化学试验和全浸试验探究了2195-T8铝锂合金在HNO3中的腐蚀机理,并基于元胞自动机法对其腐蚀历程进行仿真.研究结果表明:合金在质量分数30％的HNO3中的腐蚀最快;腐蚀初期主要发生点蚀,随后逐渐形成剥落腐蚀.拟合的等效电路反映合金在HNO3中的动力学过程,解释了电化学阻...     

金属板材数控单点渐进成形加工轨迹优化研究

提出一种对金属板材数控单点渐进成形的加工轨迹优化及成形压头压入点沿工件轮廓均布处理的方法。解决了工件局部的凹陷与破裂问题，提高了板料数控渐进成形的质量。     

轻合金板材超塑成形中的脉冲电流加热方法及其宏微观分析

为提高轻合金板材超塑成形过程中的加热效率,降低能耗,提出一种脉冲电流快速加热方法。通过电热学理论及脉冲电流加热试验,系统研究电流密度对不同材料升温速率及最终加热温度的影响,并采取在电极处布置阻热片的措施,提高板材加热时温度场的均匀性;此外在微观层面,利用电热耦合有限元法及金相显微分析方法,简要分析加热过程中脉冲电流对轻合金板材内部裂纹、孔洞等缺陷及板材晶粒尺寸的影响。结果表明,由于加热时间极短,有效地避免板材内部晶粒的过度长大,并且高密度的脉冲电流可对板材原有缺陷起到一定的抑制作用。以AZ31镁合金超塑成形工艺为例进行试验验证,确定合理的脉冲电流加热参数,试验结果表明,与传统加热方法相比,采用脉冲电流直接加热方法,可有效提高加热效率、降低能耗。     

基于超声辅助对TA1板材渐进成形性能的研究

钛及其合金因具有小密度、高比强度、且具有较好的生物相容性等优点，被广泛应用各个领域。将超声辅助渐进成形工艺应用到TA1钛合金板材的渐进成形过程当中，利用Abaqus有限元软件模拟超声辅助渐进成形的过程，并分析了在成形过程中成形力减少的原因，研究了不同的振动参数和工艺参数对TA1钛合金板材成形力影响的规律。结果表明，超声振动可显著降低成形过程中的成形力，为超声振动应用于TA1钛合金板材的渐进成形提供了相关依据。对拓展钛合金板材渐进成形工艺应用具有重要意义。     

汽车车身铝合金板材热冲压模内淬火工艺技术

热冲压成形及模内淬火工艺(HFO)是一种针对于复杂冲压形状的高强度铝合金板材的先进生产工艺方法,可以提升高强度铝合金板材的冲压性能,同时又避免了热成形后的材料性能严重下降,可大规模提升铝材料的应用在轻量化车身中所占比重,对于汽车轻量化开发具有很重要的研发价值。对HFQ工艺流程、在汽车上的应用以及目前的研发进展进行了系统的介绍。     

利用激光局部硬化效应提高2B06铝合金板材拉深成形性研究

针对2B06铝合金复杂零件成形困难问题,提出了利用激光热处理局部硬化提高板材成形性的思路。在通过激光热处理试验研究了铝合金板的激光硬化效应的基础上,采用数值模拟计算了铝合金板激光热处理过程中激光光斑路径和其周边热影响区域的峰值温度场,并通过实际测温验证了其准确性。提出并构建了耦合性能梯度的差性坯料模型,对激光局部硬化的杯形件拉深成形性进行了模拟和试验研究。结果表明,激光扫描方式可以形成稳定的梯度温度场并对周边非加热区影响较小,且可以通过多道次扫描方式设计不同宽度范围的大梯度差性板材坯料。力学性能试验表明激光热处理可以有效地提高铝合金的局部加工硬化能力,这种效应可以有效抑制杯形件拉深时圆角大变形区的减薄,从而提升了板材的拉深性能。在上述基础上,将激光局部热处理用于2B06铝合金航空复杂口框零件的成形,通过设计激光处理路径和参数,获得合理的局部硬化区域,可有效地避免在加强筋处出现过度减薄导致的破裂,大大提高复杂零件的成形性。     

2198-T3S铝锂合金组合工艺搅拌摩擦焊接头组织性能分析

为探究搅拌摩擦焊（FSW）焊接铝锂合金板材的最佳工艺参数,采用圆柱形螺纹搅拌头,焊前对板材背面开槽,在保持焊接速度不变的情况下对2198-T3S铝锂合金板材进行不同转速下的焊接组合工艺实验,焊后对接头进行了微观组织分析与力学性能测试。研究结果表明：采用组合工艺后焊缝的根部未出现弱连接缺陷;随着转速的提高,焊缝内部的缺陷消失,焊核区的晶粒呈粗大化趋势,第二相回溶,使焊缝的力学性能呈现“先升后降”的趋势。在最优组合参数下接头的抗拉强度和屈服强度分别为359 MPa（母材的81.5%）和248 MPa（母材的77.5%）。同时,转速的提高使焊缝的断裂方式发生了改变,由脆性-韧性混合断裂向韧性断裂转变。     

AA7075板材热处理的增塑机制及成形性能

结合生产工艺过程，研究了成形所需固溶处理、工序衔接所需自然时效、性能恢复所需人工时效对板材力学性能和成形性能的影响；通过金相显微镜、扫描电子显微镜和能谱分析等手段，探索热处理对板材显微组织与宏观力学性能的影响。结果表明：AA7075板材经固溶(480 ℃,0.5 h)水淬且自然时效处理后，最大力总伸长率提高85%、屈服强度降低60%，后经人工时效(120 ℃,12 h)处理，板材可完全恢复力学性能；固溶后,板材成形极限大幅提高，回弹比率显著减小；后继时效处理对弯曲角变化影响微弱。     

约束对板材激光直线扫描成形的影响

板材激光弯曲成形是利用激光成形工件的柔性成形技术。以板材激光单次扫描成形过程为研究对象,对板材激光直线扫描成形过程进行了有限元模拟,分析了有约束和无约束情况下板材的变形行为。     

板料冲压成形破坏判断准则的研究进展

分析板料冲压成形中有无明显集中缩颈的韧性破裂、剪切破裂判断准则的研究现状。比较成形极限图以及韧性破裂准则在判断板料破坏中各自的优缺点。针对当前有限元分析软件中的破坏准则用于判断板料局部小特征弯曲强化的成形极限或是先进高强钢板在缩颈前产生剪切破裂等问题所存在的局限性,综述上述特殊问题的研究进展。提出建立沿横、纵两个方向拉伸弯曲下的极限判据对于预测板料局部小特征弯曲的成形极限将更有普遍意义。同时有必要进一步研究先进高强钢板成形的剪切破裂机理,并建立可以有效预测先进高强钢板剪切破裂的有限元模拟失效判据。研究板料成形的上述破坏问题及其判断准则,对于丰富与发展塑性成形理论和指导实际生产具有重要的理论意义和工程应用价值。