铝合金覆层板胀形过程及成形性能（英文）

基于幂硬化材料模型,分析覆板材料强度系数K、加工硬化指数n及厚度t对成形板材胀形性能的影响,并以铝合金LF21为研究对象,选择不同厚度及性能的覆板进行了粘性介质压力胀形实验,从覆板材料性能及厚度等方面对板材胀形试件几何形状、壁厚分布规律及极限胀形高度等方面验证了分析结果的准确性。研究结果表明:覆板成形时,选择强度系数K较高、加工硬化指数n值较大及适当厚度的覆板有助于板材成形性能的提高。     

电磁胀形对5052铝合金疲劳行为的影响（英文）

为了研究电磁胀形技术对铝合金疲劳行为的影响,对电磁胀形后的5052铝合金样件进行疲劳试验研究。疲劳应力-寿命曲线结果表明,相对于原始试样,电磁胀形后的疲劳试样疲劳强度有显著增加。采用扫描电子显微镜对断口形貌进行分析,结果表明,两种条件下,疲劳裂纹都萌生于存在应力集中的边角处,随着裂纹扩展都出现了典型的疲劳辉纹和韧窝结构。对比不同位置的疲劳辉纹宽度并计算裂纹扩展速率,由此得到的裂纹扩展速率曲线表明电磁胀形后试样疲劳裂纹扩展速率降低。理论分析表明疲劳强度的提高主要归因于电磁胀形引起的应变硬化和位错密度增加对裂纹尖端的屏蔽效应。     

2B06铝合金电磁成形试验研究

为探究航空用2B06铝合金在不同应变速率下的力学性能和电磁成形性能,开展了不同应变速率下的力学性能测试和电磁胀形及翻边试验.结果表明,两种热处理状态下的板材均表现为:随着应变速率的提升,材料的延展性有显著提升,但即使在高应变速率下,T态板材的延展性能仍低于O态板材.随后基于电磁成形平台,进行了指定特征的电磁胀形和电磁翻...     

AZ31B镁合金不同椭圆度凹模黏性介质温热胀形工艺（英文）

基于不同椭圆度凹模胀形原理,选择具有良好热稳定性和导热性能的甲基乙烯基硅橡胶作为黏性介质,进行AZ31B镁合金黏性介质温热胀形试验,并采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对成形过程进行分析。确定AZ31B镁合金黏性介质温热胀形最佳温度,以及凹模椭圆度对AZ31B镁合金黏性介质温热胀形变形规律的影响。同时根据网格应变原理,通过对不同椭圆度极限胀形试件的测量,绘制出AZ31B镁合金黏性介质温热成形极限图(FLD)。研究结果表明,在耐热温度范围内,热态黏性介质能够适应试件几何形状的变化建立非均匀压力场,非均匀压力差值随着椭圆度的增大而减小,根据极限胀形试验绘制出的成形极限图,能够综合反映出零件复杂程度与极限变形程度的关系。     

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。     

2B06铝合金板成形极限图的实验测定与理论预测(英文)

通过实验确定和理论计算得到2B06铝合金板的成形极限图(FLC)。在凸模胀形实验中通过改变试件的宽度得到完整的FLC。理论预测的FLC是基于不同失稳理论和不同的屈服准则计算得到的。通过对比可知,基于同一失稳理论和不同屈服准则的预测曲线区别不大,所以不同屈服准则对理论预测的影响并不大。而基于不同失稳理论的理论曲线之间差距很大。基于SWIFT分散性失稳理论的FLC曲线比试验测定的曲线要高。基于HILL集中性失稳理论的FLC右半边曲线不可用。应用MK理论的FLC预测曲线与试验结果最为接近,所以MK可以作为理论计算预测成形极限图的有效方式。     

新淬火状态2B06铝合金板塑性成形各向异性行为研究

通过与轧制轴成0°、45°和90°方向的单向拉伸试验,研究了2B06铝合金板O态和W态(新淬火态)下材料的强度各向异性(3个方向屈服强度的变化)和塑性流动各向异性(3个方向厚向异性指数的变化)行为。发现,虽然屈服强度和应变硬化受热处理状态影响显著,但强度各向异性和塑性流动各向异性受热处理状态影响较小,均在试验数据分散范围之内。获取的试验数据被用来校准Hill48屈服准则。通过绘制的屈服轨迹发现,对于W态可以采用与O态相同的屈服面形状来描述其材料塑性各向异性行为,这样将显著减少W态下本构模型校准需要的试验数。     

5A06铝合金中厚板的温热反拉深变形行为（英文）

针对铝合金中厚板室温下反拉深易破裂问题,提出了温热反拉深成形方法。以4.5 mm厚的5A06铝合金板材为研究对象,分别进行室温、280和360°C下的反拉深实验和数值模拟研究,分析温度、压边力和压边间隙对反拉深变形过程中破裂和起皱缺陷的影响规律。采用Abaqus/Explicit软件对温热反拉成形进行了热力耦合数值模拟,得到反拉深变形过程中应力及温度的分布。结果表明:弯曲效应导致凹模内圆角与直壁区过渡处在厚度方向存在径向应力梯度,当温度升高至280°C时,该应力梯度由室温下505 MPa降为72 MPa,减小了85.7%。提高成形温度能明显降低径向应力梯度,从而避免了破裂的发生。当温度高于280°C时,外侧凹模圆角处的切向应力增大,该处起皱缺陷易于发生。当温度升高至360°C时,材料由于过度软化而发生破裂。采用1.5t(t=4.5 mm)压边间隙时,能消除高温成形过程中破裂和起皱缺陷,并成功成形420 mm深的筒形件。     

基于磁脉冲冲击弹性介质的5052铝合金板材胀形试验研究

提出了铝合金板材磁脉冲冲击弹性介质成形技术,克服了传统板材磁脉冲成形中存在的板材导电性、贴模和线圈局限等问题.成形中耦合了磁脉冲成形的高应变速率效应和弹性介质的柔性作用,无需针对不同成形件形状频繁更换线圈,容易实现多次冲击成形.针对5052铝合金板材,进行了磁脉冲冲击弹性介质成形试验研究.研究了放电能量和成形温度对变形...     

基于Nakajima试验的6061-T6铝合金胀形回弹规律研究

通过单向拉伸试验测试分析了不同轧制方向的6061-T6铝合金的基本力学性能,建立了Barlat'89各向异性屈服模型和Hollomon各向同性硬化模型。在此基础上,开展了不同宽度(20~60 mm)试样Nakajima胀形回弹有限元模拟与试验,研究了在相同冲压位移下回弹量的变化规律,分析了回弹前后不同宽度试样的应力应变状态与材料流动状况,揭示了不同宽度对胀形回弹的影响机制。结果表明:对于宽度为20~60 mm的胀形试样,回弹主要发生在试样长度方向,且随着试样宽度的增加,试样长度方向上的回弹量增大;在本次Nakajima试验条件下试样处于拉-压应变状态,卸载后试样在长度方向上收缩、宽度方向上扩展;试样宽度增大,宽度方向流动阻力和弹性应力增加,促使长度方向上回弹量增加。     

基于椭圆热态胀形试验的板材成形极限图建立方法

采用长轴直径为Φ100 mm、短轴直径分别为Φ100,Φ90,Φ80,Φ60和Φ40 mm的椭圆形胀形模具,在300,210和150℃、RT(常温)4个不同温度梯度,0.0045和0.045 MPa·s-1两个不同压力率条件下进行了铝合金板材的热态胀形试验,得到了胀形试验件,并获取了基础试验数据。利用极限应变计算公式,对胀形试验数据进行计算和整理,获得试验材料拉-拉变形区的成形极限曲线及成形极限图。结合等效条件下单向拉伸试验获取的基础试验数据,建立了完整的铝合金板材成形极限图。     

2A70铝合金环件胀形强化微观机制的试验研究

结合2A70铝合金环件胀形工艺研究的需要,采用拉伸试验、扫描电镜、透射电镜研究胀形强化的微观机制。结果表明:经过胀形工艺的铝合金环件拉伸强度明显提高,但伸长率略有下降;胀形工艺为合金引入大量位错,有利于基体中空位和溶质的扩散,促进合金强化相—S相的均匀析出,并使无沉淀析出带变窄;大量弥散分布的S相缩小第二相质点间距,位错绕过质点应力增大,有利于提高合金的强度;较窄的无沉淀析出带会导致塑性下降。     

2219/5A06异种铝合金焊接裂纹萌生机理（英文）

采用OM、SEM、EDS及显微硬度实验,对不同焊丝获得的2219/5A06异种接头的软化微观形貌与裂纹萌生机理进行分析。结果表明:5A06侧HAZ晶粒长大不明显未发生软化现象,2219侧HAZ发生较明显的软化;通过EDS线扫描分析可知,2325-5A06、5B06-2219的熔合线附近发生了明显的Mg、Cu扩散行为,2325-2219、5B06-5A06的熔合线附近元素扩散行为不明显;与5B06焊缝相比,2325焊缝裂纹倾向更大,因为5B06焊缝不存在明最显的低熔点共晶相,而2325焊缝存在大量的低熔点共晶Al_2CuMg和CuAl_2,Al_2CuMg共晶的存在是致使其产生裂纹的根本原因。硬度测试结果表明:2325焊缝的硬度(HV)约为1000 MPa,5B06焊缝的硬度(HV)约为800 MPa。     

机加工AA7150铝合金的抗丝状腐蚀性能（英文）

采用扫描及透射电子显微技术表征机加工AA7150铝合金近表面变形层的显微组织,并结合动电位极化曲线及丝状腐蚀测试研究机加工后AA7150铝合金的丝状腐蚀行为。研究发现,机加工后AA7150铝合金近表面区域出现晶粒细化、合金元素重新分布以及晶界偏析等特征。机加工过程中强烈的塑性变形导致近表面区域显微组织的改变,从而极大地提高合金近表面变形层的腐蚀倾向。机加工使合金表面粗糙度增大,并导致形成电化学活性明显提高的近表面变形层。在二者共同影响下,机加工后AA7150铝合金的抗丝状腐蚀性能明显下降。     

火焰矫正对Al-Zn-Mg铝合金腐蚀性能的影响（英文）

基于剥落腐蚀试验,研究了火焰矫正次数对Al-Zn-Mg铝合金抗腐蚀性能的影响。结果表明,火焰矫正会导致Al-Zn-Mg铝合金抗腐蚀性能降低,其抗腐蚀性能顺序为:母材2次热矫正3次热矫正1次热矫正。Al-Zn-Mg铝合金剥落腐蚀性能变化主要与晶界析出相以及基体析出相的转变有关。随着火焰矫正次数的增加,无沉淀析出带消失,晶界析出相经历了回溶和再析出过程。经1次火焰矫正后,Al-Zn-Mg铝合金的晶界析出相更加连续,因此抗腐蚀性能最差。     

机加工AA7150铝合金的抗丝状腐蚀性能（英文）

采用扫描及透射电子显微技术表征机加工AA7150铝合金近表面变形层的显微组织,并结合动电位极化曲线及丝状腐蚀测试研究机加工后AA7150铝合金的丝状腐蚀行为。研究发现,机加工后AA7150铝合金近表面区域出现晶粒细化、合金元素重新分布以及晶界偏析等特征。机加工过程中强烈的塑性变形导致近表面区域显微组织的改变,从而极大地提高合金近表面变形层的腐蚀倾向。机加工使合金表面粗糙度增大,并导致形成电化学活性明显提高的近表面变形层。在二者共同影响下,机加工后AA7150铝合金的抗丝状腐蚀性能明显下降。     

铝合金的腐蚀路径（英文）

研究AA2024-T3、AA5083-O和AA6082-T6合金的腐蚀路径,以进一步了解铝合金局部腐蚀机理。采用扫插电子显微镜研究合金在3.5%Na Cl溶液中动电位极化测试后腐蚀表面,利用扫描振动电极技术分析阳极电解液的流动。结果表明:各合金的腐蚀路径明显不同,且受阳极电解液流动的影响。另外,在AA5083-O和AA6082合金中,腐蚀以两种方式进行扩展:一种为腐蚀前端扩展路径(AA5083的丝状扩展路径和AA6082合金有条理的线性扩散路径);另一种为沿?100?方向的晶体学通道扩展路径。与AA2024-T3合金相比,AA5083-O和AA6082-T6合金的扩展路径与晶粒特征有关,而与粗大的第二相粒子无关。而AA2024-T3的扩展路径与第二相粒子和晶界特征有关。     

AW-6016-T4板材的低温成形行为（英文）

研究析出强化AW-6016-T4金属板材的低温成形行为。利用拉伸和Nakazima测试方法获得材料在-196至25°C范围内的流变曲线和成形极限曲线。结果表明,材料的强度和伸长率随温度的降低而增大。背散射电子衍射(EBSD)研究表明变形材料在室温和低温下显微组织有细微区别。但连续加热差热分析表明析出动力学之间无明显区别。本研究结果表明低温变形可用于制造8 mm深的B柱,而常温变形只能制造6 mm深的B柱。     

基于神经网络的铝合金裂纹缺陷识别（英文）

将人工神经网络方法应用于铝合金工件裂纹缺陷识别,以克服传统人工识别的局限性,从而提高裂纹缺陷识别的准确率。通过设计并搭建水浸超声检测系统,获得超声检测缺陷的波形数据,并对收集到的缺陷波形数据进行特征提取,从中筛选出有用的特征信息,经过小波去噪处理后作为特征信号输入概率神经网络,并进行网络训练,实现对不同裂纹尺寸的智能识别。实验结果表明:该方法可提高对裂纹缺陷尺寸识别的准确率和检测效率,具有较好的应用前景。     

超声喷丸处理矫正5A06铝合金焊接结构失稳变形（英文）

提出利用超声喷丸处理(USPT)矫正焊接失稳变形的方法。应用X射线衍射仪测量喷丸区域厚度方向的残余应力分布。应用扫描电镜(SEM)分析USPT处理后试样的显微结构。测量了超声喷丸处理之前焊接接头不同区域和喷丸处理之后焊缝厚度方向的显微维氏硬度。试验结果表明5A06铝合金对接接头的焊接失稳变形经超声喷丸处理后基本得到矫正,平均矫正率达到90.8%。而且由于加工硬化,超声喷丸处理使试样得到强化。喷丸区域的显微结构得到改善并且析出物和晶粒的分布呈现明显的取向性。