铝合金薄板焊接及其变形控制

本文对铝合金薄板(1.5～3mm)的焊接接头性能(机械性能和腐蚀性能)、焊接工艺、焊接变形及其控制进行了大量试验研究工作。为控制焊接变形所采取的工艺措施即采用线能量小的焊接方法、刚性拘束下进行焊接、编制合理的施焊工艺及程序,经气垫船模拟结构分段建造证明是合理的、行之有效的。     

7075铝合金高温热变形性能的研究

采用Gleeble-3800热模拟机,沿与原材料轴线呈0°、45°、90°方向切割试样,在320、400和480℃,变形速率0.01、0.1和1/s时对7075铝合金进行试验。研究了温度、应变速率对7075铝合金热变形过程中力学性能及显微组织的影响。结果表明:在同一应变速率下,7075铝合金的流变应力和进入稳态流动时所需的应变随温度的升高而降低;在低温成形时,晶粒的形状连续而均匀;随着变形温度升高,晶粒逐渐变得粗大;在较高温度变形时,大晶粒周围有细小的等轴晶出现,发生了动态再结晶。在同一变形温度下,7075铝合金的流变应力随应变速率的增大而提高;应变速率越大,越易出现动态再结晶。     

温度对7075铝合金热变形显微组织演化的影响

采用Gleeble-1500D热模拟机对7075铝合金进行温度范围300～400℃、恒应变速率为1/s的热压缩实验.对热变形后材料的显微组织进行透射电镜观察,研究温度对7075合金热变形过程中的显微组织演化的影响.结果表明:在本实验条件下7075合金的流变应力曲线为动态回复型流变曲线;7075合金的显微组织演变经历由无规则排布的位错演化成胞状组织、亚晶组织、亚晶长大等过程;温度升高,显微组织的演化过程缩短,变形材料的亚晶尺寸增大.     

7075铝合金热压缩变形道次间软化规律研究

在Gleeble-1500热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,研究了7075铝合金两道次热压缩变形道次间的软化规律。结果表明,在热压缩变形道次间保温停歇之后,流变应力出现明显的软化现象,保温停歇时间越长,合金软化率越高;变形及停歇保持温度越高,合金软化越严重。     

7075铝合金高温变形及损伤极限

在350、400和450℃温度下,对7075铝合金拉伸试样进行了应变速率0.001、0.01和0.1s-1的恒应变速率法拉伸试验;对预缩颈试样进行了速度为0.9和9mm·min-1的恒速拉伸试验;利用DEFORM-2D有限元软件对恒速拉伸过程进行模拟。结果表明:变形温度为影响7075铝合金断裂极限的主要因素;7075铝合金在研究温度范围内C~L损伤模型临界损伤值在0.79~1.42范围内变化;棒料拉伸过程中损伤值由中心向表面逐渐减小。     

稀土元素对7075铝合金组织的影响

采用金相、能谱分析、扫描电镜等分析手段,研究了RE对7075铝合金组织的影响.试验表明,RE含量在0.2%~0.5%之间时,具有很好的细化效果,合金铸态晶粒尺寸呈由大变小,再由小变大的趋势.在RE含量为0.3%时,晶粒尺寸最小,细化效果最佳,7075铝合金综合力学性能达到最好.而在RE含量为0.5%时,晶粒尺寸变大且出现针状富集相,导致7075铝合金合金综合力学性能降低.     

7075铝合金管材挤压成形及对性能影响

对7075铝合金管材挤压成形进行了实验研究，测试了管材挤压成形时挤压力变化规律和变形程度对挤压后管材力学性能的影响规律，指出，7075铝合金管材挤压成形时必须严格控制坯料温度，模具预温度，润滑方式，挤压速度，挤压比等工艺参数。     

中断时效对7075铝合金切削表面质量及刀具磨损影响研究

目的 探究中断时效工艺对7075铝合金切削加工性能的影响,为中断时效工艺对材料切削加工性能的改善提供理论依据。方法 选取仅进行T6时效处理的试样作为对照组,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等手段对已加工表面质量、切削力及刀具磨损进行分析。结果 经不同时效处理后,7075铝合金的主要析出相为η(MgZn2)相,且相较于T6热处理工艺的7075铝合金,7075-T6I4铝合金表现出更高的衍射峰强度及更大的半高宽。在不同的时效处理条件下,表面粗糙度Ra均与切削速度呈负相关关系,而与切削深度、进给量呈正相关关系,仅T6时效处理时,表面粗糙度Ra随切削深度的增大呈先增大后减小再增大的变化趋势,在不同切削速度下,与T6时效处理相比,T6I4中断时效处理的表面粗糙度Ra最大降低了5.8%,而在不同切削深度和进给量下最大降低了1.9%和17.1%,且工件表面主要存在切屑黏附、微裂纹以及微孔洞等缺陷;切削力在切削速度为500~750 m/min时呈增大趋势,随后又逐渐减小,然而与切削深度、进给量之间则呈正相关关系,仅经T6I4中断时效处理后的y向切削力在进给量为0.06~0.08 mm/z时逐渐减小,随后呈增大的变化趋势。增大切削速度以及减小进给量均可有效改善刀具磨损程度,且在切削过程中刀具磨损形式主要表现为崩刃和黏结磨损。结论 与T6时效处理相比,T6I4中断时效处理表现出更好的表面质量、更小的切削力及更轻的刀具磨损,较大的切削速度和较小的进给量、切削深度有助于提高7075铝合金的切削加工性。     

飞机铝合金薄板件对喷成形技术

对喷成形技术是结合铝合金薄板件的特点,在喷丸成形和强化工艺基础上,提出的一种边缘工艺技术.该文重点对其原理及基础试验研究进行了系统分析,并以ARJ21飞机中央翼上翼面壁板为对象进行了应用试验研究.     

7075铝合金的淬火敏感性(英文)

7075铝合金广泛用于要求高力学性能的零部件。有关技术文献指出,该合金的耐蚀性和力学性能主要决定于淬火冷却速度。这种现象通常称为"淬火敏感性"。本文的主要目的是,通过改变热处理工艺参数和轧制方向(L,LT,ST)来研究板材试样的淬火冷却速度对其性能的影响。试样均在实验室设备中热处理,以获得T6、T76和T73处理状态。试样为长方体(13 mm 13 mm 100 mm),水淬,通过改变水温或改变温度为20℃、用水搅动的浴槽中聚合物浓度来调节淬火冷却速度。在每种实验条件下,均采用置于试样中的热电偶测量冷却速度。此外,还进行了有限元(FEM)模拟试验,以测定所有试验条件下冷却过程的热传递系数;进行了拉伸试验和晶间腐蚀试验,以弄清所研究的冷却速度对7075合金板材性能的影响。     

航空薄壁件铣削加工铣削力预测方法研究

铣削加工中铣削力是导致加工变形的直接原因,而航空薄壁件加工中,加工变形是加工误差产生的主要因素.本文以航空薄壁件铣削加工过程的铣削力为研究对象,通过确定铣削力模型和切削系数参数,建立了刚性和考虑刀具工件变形耦合的柔性预测两种模型.在柔性模型中,采用预扭Timoshenko梁单元的刀具/工件独立建模的方法建立有限元模型,利用Python语言在通用有限元软件Abaqus下迭代求解.实验验证表明预测模型具有很高的准确性和有效性.     

基于7075铝厚板铣削加工的初始残余应力释放与再分布模型

在7075铝合金厚板的制造过程中,材料塑性变形和力学性能的非均匀性,势必导致毛坯内产生残余应力。而在后续的高速切削加工过程中,残余应力随着材料去除的释放与再分布,是引起飞机结构件加工变形的关键因素。因此,研究残余应力释放与再分布的解析方法能够更为清晰地了解加工变形的演变机理,是进行加工质量控制的核心环节,对于实现加工过程的高效化和精密化至关重要。通过材料的切削去除转化为残余应力的释放,利用静力平衡条件将作用于飞机结构件的残余应力等效为外力后,依据小变形理论创新性地建立加工变形的分析模型。通过全面地考虑拉压、弯曲、以及转角引起的飞机结构件的厚向位置变化,利用叠加原理建立了残余应力再分布的力学模型。本文建立的解析模型,不仅能够准确地计算飞机结构件的加工变形,还能够分析毛坯残余应力的再分布状态,通过与有限元仿真值、实验测量值进行比较,结果表明：无论是幅值还是变形曲线,解析值都与仿真值具有高度一致性,而与测量值相比,尽管在变形曲线上具有很好的吻合性,但由于残余应力的测量误差使得两者在幅值上亦存在一定误差。     

多向锻造对改善7075铝合金性能的作用

研究了多向反复锻造对7075铝合金显微组织的细化作用。结果表明，经多向反复热锻，7075铝合金的晶粒尺寸可以减小到2μm以下，并具有良好的热稳定性。淬火时效后，在强度与常规状态相当的情况下，拉伸伸长率可达18％。     

航空薄壁件铣削力有限元分析

在分析刀具与工件在装配模型中位置关系的基础上,将平行运动载荷与转动载荷同时施加到刀具模型上,建立了刀具次摆线运动的铣削有限元模型。为了减少模拟的时间,使用过渡网格划分技术对模型进行了优化处理。在考虑工件材料性能参数基础上,利用有限元平台ABAQUS软件,研究了航空铝合金薄壁件铣削过程中铣削力的变化规律。模拟结果基本符合实际,说明有限元模型是正确的,对后续研究工作有一定的参考意义。     

Effect of Oscillating Field on Microstructure of Twin-roll Cast 7075 Aluminum Alloy

研究了在670℃下,振荡磁场双棍铸轧对7075铝合金成型板材微观形貌和硬度影响。结果表明,同传统方式铸轧相比,采用振荡电磁场铸轧板材的枝晶被严重碎断、细化和等轴化。在此条件下7075板材的表面及中心的偏析程度大幅减轻,并且在交变振荡场的作用下偏析完全消失。普通铸轧条件下板坯横向和轧向的HV硬度值分别为1104和1356 MPa;采用电磁场后,在交变振荡场下获得最大硬度为1615 MPa;除此之外,当磁场强度增加,板材性能会进一步提高。另外发现,无论在何种磁场条件下,升高浇注温度后,外加电磁场的细化作用效果增强。     

铝合金超声振动切削实验研究

利用自行设计的20 kHz超声振动切削系统,在不同的切削速度下,对航空硬铝(7075)进行非传统式的普通切削和振动切削对比试验。试验结果表明:振动切削的加工效果明显优于普通切削,振动切削存在一个最佳切削速度,振动切削加工的切削力明显小于普通切削加工,振动切削在加工过程中更加平稳。     

钛合金腹板高速超声椭圆振动铣削力研究

高速超声椭圆振动切削是使切削刀具刀尖附加椭圆振动进行的超声频断续切削,突破了超声振动加工对临界速度的限制。采用自行研制的螺纹式椭圆激励式超声振动铣削刀柄装置对钛合金腹板进行铣削试验,结果表明:随着高速超声椭圆振动切削的速度增大,切削力增幅明显,且相比于普通铣削所受到的切削力约少20%。