TA15钛合金大型复杂构件等温局部加载过渡区宏微观变形研究

基于DEFORM3D平台,针对大型复杂构件建立了等温局部加载有限元模型,模拟分析了成形参数对过渡区成形和微观组织演化的影响规律.结果表明:随过渡区宽度的增加,过渡区纵向筋和横向筋之间的凹陷增大,平均晶粒尺寸减小;随加载道次的增加,过渡区纵向筋和横向筋之间的凹陷减小,平均晶粒尺寸减小;随锻造温度的升高,加速度的减小其平均晶粒尺寸增大;只采用局部加载成形方式时,过渡区纵横筋充填不均匀,平均晶粒尺寸较小:采用先局部加载后精整的变形方式时,过渡区纵横筋的充填较好,平均晶粒尺寸较大.     

AZO溅射靶材的热压制备(英文)

按质量比92:2将ZnO和Al2O3粉末采用热压方法制备AZO溅射靶材。研究温度、压力、保温和保压时间等热压工艺条件对靶材相对密度的影响,研究致密化过程中的气孔演化和相结构变化。结果表明:采用分段热压方式,即在压力35MPa下,在温度1050℃和1150℃分别保温保压1h,所制备的AZO靶材具有最大的相对密度99%。在温度为1050℃时,靶材中的闭合气孔率最低;当热压温度低于900℃时,靶材中存在Al2O3相;当温度升高到1000℃以后,Al2O3相消失,但有ZnAl2O4相生成,且ZnAl2O4相随着温度的升高而增加。与无压烧结比较,热压烧结具有烧结温度低、ZnAl2O4相含量低的优点。靶材电阻率随着热压温度的升高和保温、保压时间的延长而降低。在热压温度1100℃、压力35MPa、保温和保压时间10h下制备了电阻率低达3×10-3-Ω·cm的AZO靶材。     

高速列车车头复杂型面铝合金蒙皮成形工艺研究

以中国标准动车组铝合金前端蒙皮件为研究对象,利用数值模拟技术,研究了工艺参数和模具结构对截面深度浅、横纵轮廓尺寸相差大的铝合金蒙皮件冲压成形性能的影响,提出了零件成形控制措施,并通过试验进行了验证。结果表明:增大压边力一定程度上能够改善铝合金蒙皮件的拉深不足缺陷;设置合理结构的拉深筋能够有效消除铝合金蒙皮件的拉深不足缺陷,但拉深筋强度过大容易导致零件拉裂;对于横纵轮廓尺寸相差大的铝合金蒙皮件,变强度拉深筋较等强度拉深筋对零件成形性的控制效果更好。     

5A06铝合金板材热态快速气压胀形的变形形为(英文)

通过热态气压胀形实验测试5A06铝合金板材在不同温度、保压时间和气压下的成形性能。测量不同成形条件下(温度:325~500°C;压力2.5,4.0MPa;保压时间:8~120s)圆底杯形件的轮廓、圆角半径和壁厚分布,分析各因素对板材热态气压胀形行为的影响。结果表明:温度越高,压力越大,保压时间越长,板材贴靠模具程度越大。圆底杯形件圆角半径最小仅为2.0mm。最小壁厚值出现在圆角与底部过渡区域。在400~500°C温度范围内,提高气体压力可以缩短保压时间,实现板材的快速气压成形。     

LD5高筋薄壁锻件的预变形等温锻造研究

研究了LD5铝合金等温锻造成形高筋薄壁锻件的工艺特性。结果表明，在较低温度下的预变形毛坯，在再结晶温度以上进行锻造，将发生回复和再结晶，并使晶粒细化，从而达到降低变形抗力、提高塑性、改善充填性的目的。扩展了LD5成形复杂高筋薄壁锻件的应用范围。     

2B06铝合金双层结构件DB&SPF组合工艺研究

基于DBSPF组合工艺的优势,采用表面碱洗预处理去除氧化膜的方法,实现了2B06铝合金双层结构件的制备。研究了表面粗糙度和扩散温度对2B06铝合金扩散连接接头组织和性能的影响,确定了最适宜的扩散连接工艺参数。通过高温单向拉伸实验、有限元仿真拟合等方法,制定了2B06铝合金超塑成形的工艺参数。结果表明:在连接压强为5 MPa、保温时长为2. 5 h、扩散温度为500～530℃时,扩散连接效果较为理想;较低的表面粗糙度可以降低接头位置的氧含量浓度,提高接头质量;接头剪切强度可达78 MPa以上。随后,在450℃、应变速率为0. 003 s-1下超塑成形,得到了结合良好的2B06铝合金中空双层结构件。     

铝合金半球壳体旋压成形工艺分析

以铝合金半球壳体为研究对象,分析了铝合金半球壳体冲压预成形和旋压成形工艺。结果表明,旋压件和冲压预成形件的形状越接近,冲压预成形件的工作效率也就越高,冲压件成形工艺优势也就越明显。在旋压成形过程中,5A06铝合金的类似环筋结构具有较大的变形抗力,一道次普旋成形的结果是变形过程中零件发生了反挤现象;为了改进成形工艺,可以增大减薄率,将普旋道次增加到3次,同时向前移动普旋起点。     

7475铝合金壁板蠕变成形筋条失稳及数值模拟

对于筋条整体壁板的蠕变成形,防止筋条塌陷是该技术成形的关键。采用某单曲率整体加筋壁板进行了热压罐成形试验,应用有限元软件ABAQUS/Standard,模拟了蠕变成形的全过程,通过对比二者的模拟结果验证了有限元模型的正确性。分析了成形过程中筋条的应力应变分布,给出了筋条的临界失稳应力公式,针对成形缺陷提出了夹具成形的优化工艺。实验结果表明,该优化工艺可以使筋条临界失稳压力提高4倍,最大侧向位移由1.4mm减少到0.2mm,使高筋条壁板成形的皱曲缺陷得到明显控制。     

挤压铸造工艺对汽车用铝合金组织和性能的影响

研究了挤压铸造工艺对铝合金组织和性能的影响。结果表明,随着比压的增加,铝合金抗拉强度逐渐升高。比压较低时,主要表现为消除铸件缺陷;比压较高时,主要表现为提高合金液结晶性能,铸件晶粒得到细化,最佳比压强度150 MPa。铝合金铸件抗拉强度随铸型温度升高先增加后减小,最佳铸型温度220℃。随浇注温度升高,铝合金抗拉强度升高,最佳浇注温度770℃。铝合金抗拉强度随保压时间增加先增加后减小,保压时间25 s达到最大值。     

7B04铝合金带筋构件蠕变时效成形数值模拟与试验

基于7B04铝合金165℃单轴拉伸蠕变试验数据,拟合得到时间硬化本构方程,利用有限元软件ABAQUS对带筋构件的蠕变时效成形过程进行数值模拟,分析筋条的变形规律,并进行验证试验和性能研究。结果表明:筋条的塑性变形有效减小蒙皮的回弹,和蠕变变形共同决定构件外形;数值模拟与试验结果吻合较好,构件95%外形区域的绝对偏差值≤0.50 mm;构件的筋条强度高于蒙皮强度,与无应力时效相比,构件的伸长率降低,电导率升高;应力松弛试样的性能和筋条的性能相近,可以进行等效表征。     

4A11铝合金活塞裙等温挤压工艺的研究

采用等温挤压工艺成形2804A11铝活塞裙锻件可克服常规热模锻工艺的不足.变形温度、变形速度及变形程度是其决定性工艺参数,合适的模具结构和适当的工艺过程控制能有效地避免锻件端面凹陷、偏心及抱模现象.     

4Al1铝合金活塞裙等温挤压工艺的研究

采用等温挤压工艺成形2804Al1铝活塞裙锻件可克服常规热模锻工艺的不足。变形温度、变形速度及变形程度是其决定性工艺参数，合适的模具结构和适当的工艺过程控制能有效地避免锻件端面凹陷、偏心及抱模现象。     

圆柱体扭压成形的热力耦合分析

扭压成形工艺和一般镦粗相比有许多优点［１～３］。考虑到成形过程中温度与变形间的热力耦合效应，作者运用刚粘塑性有限元方法，详细分析了高温下圆柱体的扭压成形的变形规律。结果表明：扭压成形能降低成形压力，促使变形均匀，增加变形量；成形的温度、摩擦和变形速度对整个变形过程都产生较大的影响。     

基于有限元模拟的7050超硬铝合金筋板锻件流线缺陷分析

由于7050铝合金筋板锻件对成形工艺的精确性要求较高,在成形过程中极易产生流线缺陷。为了揭示筋板锻件穿流、涡流等流线缺陷的形成规律,以工字形截面锻件为例,采用有限元模拟锻件的工字形截面成形过程。通过对成形过程速度场的研究,发现筋板根部容易产生穿筋裂纹,筋板顶部容易产生涡流。与矮筋型毛坯相比,采用高筋型毛坯利于提高金属充填模腔时变形流动的均匀性,能从根本上解决工字形截面锻件产生穿流缺陷。     

钛合金蒙皮骨架结构激光焊接工艺与组织研究

针对钛合金蒙皮骨架结构,研究了不同激光焊接工艺参数对其焊缝成形的影响,观察并分析了焊缝的微观组织形貌。结果表明:焊缝熔深、熔宽随着激光功率的升高和焊接速度的降低逐渐增加;骨架的宽度、厚度以及蒙皮与骨架间的间隙量对熔深、熔宽的影响不大,间隙量增大使焊缝表面咬边、凹陷明显;焊缝组织为针状马氏体α’组成的网篮组织,热影响区中存在少量细小马氏体组织,且呈梯度分布。由于马氏体的界面增强效应,焊缝横向显微硬度沿焊缝中心向母材逐渐降低;蒙皮上焊缝的显微硬度值略高于骨架上焊缝硬度值。     

5A06铝合金环形连接框等温模锻坯料设计及工艺验证

利用Deform有限元模拟软件研究了5A06铝合金环形连接框的成形过程，建立了立筋折叠形成过程模型，分析了坯料形状尺寸对筋顶折叠、成形速度均匀性和成形速度的影响规律，并进行了工艺验证。结果表明：对于与锻件随形的坯料，顶部折叠容易在成形速度快的位置产生；坯料轮廓尺寸减小时，锻件筋部成形速度和整体成形速度的均匀性均会下降，腹板处的等效应变增大，筋顶折叠程度在成形速度快且平直的筋处变化不大，在成形速度慢的筋处降低，拐折筋处的筋顶折叠程度则会由于侧壁流动现象而加剧。对于成形速度慢且存在拐折的位置，成形速度慢对折叠程度的降低和侧壁流动对折叠程度的加剧这两种影响相互竞争，侧壁流动现象的影响会随着坯料边缘到模具外侧壁的距离增大而逐渐占优，加剧折叠。     

带筋铝合金壁板蠕变时效成形回弹行为试验

以可时效强化型7075铝合金带筋壁板为研究对象,开展蠕变时效成形试验,利用ATOS三维光学扫描仪对成形试件进行测量,计算出该铝合金带筋壁板的回弹量。同时,采用相同材料的铝合金平板件,在相同的试验条件下开展蠕变时效成形试验,计算平板件的回弹量,并与铝合金带筋壁板的回弹量进行对比分析。研究结果表明,相同工艺条件下,带筋壁板蠕变时效成形后的回弹量为11.2%,远小于平板件的回弹量(平板件的回弹量为53.9%)。这是由于相同曲率条件下,带筋壁板弯曲时尽管蒙皮部分处于弹性变形,但筋条处发生了明显的塑性变形,从而限制了蒙皮的回弹。因此,已有的基于平板件回弹行为的研究不能简单的应用于带筋壁板构件,需要进一步研究筋条塑性变形对构件回弹行为的影响规律,该文对于开展带筋壁板构件时效成形回弹行为研究提供了参考。     

5A06铝合金的高温变形行为分析及本构模型研究

采用热模拟实验机对5A06铝合金进行了变形温度为300,350,400,450和500℃,应变速率为0. 01,0. 1,1和10 s-1不同热变形条件下的等温压缩实验,分析了变形温度和应变速率对5A06铝合金热变形行为的影响,基于实验数据建立了5A06铝合金的Johnson Cook初始本构模型,并在此模型基础上进行了修正。研究结果表明:5A06铝合金热压缩时的热变形应力与变形温度、应变及应变速率均有关,热变形应力随着应变的增大先快速增大,然后逐步减小直至稳定,随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增大;与Johnson Cook初始本构模型相比,修正后的本构模型具有更高的预测精度,更能准确地表达5A06铝合金热变形应力与热变形条件之间的关系。     

TC4钛合金曲母线回转体蒙皮成形工艺

以航天某型号薄壁曲母线回转体蒙皮为研究对象,通过对蒙皮结构分析,制定了分瓣热成形后再热校形的工艺方案,选择热成形及热校形温度为700℃,并基于材料线膨胀系数分析计算,得出热成形模具及热校形模具的设计尺寸,并通过热成形试验和热校形试验优化了成形工艺参数。结果表明:热成形保温保压时间为1000 s,成形后的零件弧度与样板间隙小于0. 3 mm,满足后续焊接需要。不同预紧力和保温时间的对比试验结果显示,热校形的过程中使模具对产品施加一定预紧力,通过30 min的热校形,制造的蒙皮产品尺寸精度达±0. 3 mm,证明了该工艺方法的可行性。     

铝钨粉末合金挤压成形工艺研究

设计了铝钨粉末合金冷压、热压模具,并给出各项模具参数。确定了铝钨粉末合金冷压、热压过程中的压制压力、加压速度、保温时间以及挤压温度等工艺参数,挤压件致密度达到99%以上。研究了变形温度450~570℃、应变速率0.001~1s-1、最大变形程度60%的条件下铝钨粉末合金热压缩的流动应力变化规律,并结合金相图进行了组织分析。结果能为制定铝钨合金塑性成形工艺提供理论依据。