不同时效态7050铝合金时效成形中析出相对应力松弛行为的影响

采用设计的应力松弛试验研究了不同时效态(固溶态,欠时效态和峰时效态)7050铝合金内析出相对时效成形过程中应力松弛行为的影响,并通过位错热激活动力学参数计算和显微组织表征分析析出相与位错运动的交互作用.结果 表明,时效成形过程中析出相对位错热激活运动有明显的阻碍作用,因此含有不同尺度析出相铝合金的应力松弛行为表现不同,...     

7050铝合金时效成形有限元模拟及回弹分析

针对7050铝合金建立蠕变时效本构模型,对ABAQUS软件进行二次开发,将本构模型嵌入到时效成形有限元模型中,通过模拟与试验验证了有限元模型的正确性。通过有限元模拟,对复杂壁板中的高筋整体壁板、变厚度壁板和球型面模具成形回弹进行分析和预测,获得了回弹的影响规律,为模具型面修正提供了可靠依据。     

电场固溶对7050铝合金时效成形回弹及力学性能的影响

通过自制电场固溶所需的高压电场源,利用MULTISIM软件对自制电场源中电容器的充电过程进行模拟,并采用万用表测出电场源输出的电压值为5.2kV;研究7050铝合金在不同固溶电场强度下的时效成形,考察普通固溶处理+时效成形和电场固溶处理+时效成形后合金的回弹率以及力学性能的差异。结果表明,与普通固溶处理相比,电场固溶处理能够进一步提高过饱和固溶体的浓度,时效成形过程中会促进应力松弛,使合金的回弹率降低;同时,过饱和固溶体浓度的提高还会促进时效成形过程中第二相的析出,从而改善合金的力学性能,使合金的延伸率有较大幅度的提高,而抗拉强度基本不变。     

7050铝合金蠕变时效成形回弹规律与力学性能研究

以可时效强化7050铝合金为对象开展了蠕变时效成形试验研究,采用正交试验研究了回弹与各工艺因素(时效温度、时间、预弯半径)之间的关系;同时,通过人工时效与蠕变时效成形试验对比分析,揭示了外加应力对7050铝合金力学性能的影响规律。结果表明:蠕变时效温度对7050铝合金回弹的影响最大,时间次之,预弯半径对回弹的影响相对较小;与人工时效相比,蠕变时效初期材料的力学性能略有提高,但随着时效时间延长,力学性能明显降低。     

2124铝合金时效成形回弹预测

为预测2124铝合金时效成形的回弹量,对时效成形过程进行了理论分析,提出了通过应力松弛量计算时效成形回弹的方法。进行了单向应力松弛试验,得到2124铝合金应力松弛行为的数学表达式,推导出回弹后零件半径的计算公式,并通过实验证明其有效。运用得到的公式研究了弯曲半径、零件厚度和时效时间对回弹量的影响,得到了相应的变化规律和回弹量的下限值,并且给出时效成形回弹成因的解释,并提出材料的应力松弛极限是时效成形回弹的成因之一。     

时效、阴极极化对7050铝合金应力腐蚀敏感性的影响

采用双悬臂梁(DCB)试样,并通过阴极极化、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)分析等手段,研究了不同时效状态下7050铝合金在3.5%Na Cl水溶液中的应力腐蚀行为。结果表明:7050铝合金时效后的应力腐蚀敏感性(Iscc)变化规律为:Iscc欠时效(135℃×8 h)﹥Iscc峰时效(135℃×16 h)﹥Iscc过时效(135℃×24 h)。阴极极化电位E=-1100 m V时,合金的Iscc增加,DCB试样裂尖处氢离子流强度变大,氢在晶内扩散程度加深。微观组织分析表明:随着时效时间的延长,7050铝合金晶界析出相明显粗化,并且呈不连续分布。     

基于7050时效成形薄板不同电场强度下的力学性能和回弹分析

采用电场固溶和时效成形复合工艺对7050铝合金薄板进行处理,用Thomas-Fermi理论重点研究了外加静电场对7050铝合金时效成形后回弹率及力学性能的影响。结果表明：随着电场固溶强度的增加,时效成形件的回弹率被影响程度较明显。当固溶电场强度为1.7 kV/cm时,时效成形薄板件的回弹率最小,为15.81%,与未经电场固溶的时效成形件相比,静电场固溶有助于降低其回弹率,而电场固溶能大幅度提高时效成形件的伸长率,但对其抗拉强度和硬度值的影响不大。     

时效蠕变与时效应力松弛行为转换关系

针对目前采用的蠕变与应力松弛转换方法存在的问题,即一方面没有考虑时效析出过程对二者的影响,另一方面存在转换精度较低、人为因素影响大等缺陷,以7075铝合金作为试验材料,分别开展对时效热处理温度为140℃,多组不同初应力下的时效应力松弛与时效蠕变试验。基于蠕变和应力松弛特性,利用作图与数值分析相结合的方法,实现时效应力松弛曲线向时效蠕变曲线稳态蠕变阶段的转换,得到了材料的稳态蠕变速率;通过拟合转换曲线与试验曲线,分别得到两组曲线在Norton方程中的材料常数K和n。结果发现,由时效松弛试验转换得到的蠕变数据与时效蠕变试验数据吻合较好,表明这一转换方法可行,并进一步验证了时效应力松弛与时效蠕变两者间的内在联系。     

回火温度对65Mn钢应力松弛性能的影响

测定了65Mn盘条经830℃淬火、380℃中温回火和540℃高温回火处理后的应力松弛曲线,并推导出应力松弛方程,利用透射电镜对松弛前后的形貌进行了分析,探讨了回火温度对应力松弛性能的影响.     

7475铝合金板蠕变时效成形回弹研究

通过7475-T7351铝合金蠕变拉伸试验优化基于Kowalewski的蠕变时效本构模型材料常数。使用该本构模型进行7475-T7351铝合金等厚板蠕变时效成形有限元分析和回弹预测,研究了板料厚度、蠕变时效时间和模具型面半径对等厚板回弹的影响规律,并进行了试验对比分析,验证了有限元模型回弹预测的准确性。研究结果表明,所建立的蠕变时效本构模型和有限元模型可以较准确预测实际零件的蠕变时效成形过程;板料回弹率随蠕变时效时间延长而减小,随板料厚度增加基本呈线性下降;模具型面半径不同时,等效蠕变应变和蠕变总变形量与模具型面半径成反比。     

铝合金7075蠕变时效成形回弹规律

蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性,将成形与时效热处理同步进行的一种成形方法。文章以可时效强化型铝合金7075为研究对象开展蠕变时效成形试验,考察厚度、弹性预变形量、时效时间和温度的综合效应对成形曲率半径的影响规律,并通过正交多项式回归分析,建立了回弹率与4个试验因素之间的回归方程,进行的工艺试验验证结果表明,运用该回归方程可以对蠕变时效成形后零件的回弹率进行预测。     

成形速度对7050铝合金锻件力学性能和断口形貌的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、室温拉伸试验等研究了成形速度对7050铝合金锻件显微组织、力学性能和断口形貌的影响。结果表明,随成形速度的增加,7050铝合金锻件的晶粒截面形貌逐渐由圆形过渡到细长状,且局部出现粗化。抗拉强度和屈服强度随成形速度增加呈先增加后减小的趋势,伸长率随成形速度的增加逐渐减小;当成形速度为2 mm/s时,抗拉强度、屈服强度分别达到608 MPa和560 MPa,伸长率为12.7%;当成形速度分别为2 mm/s和8 mm/s时,拉伸后试样的断裂形式以穿晶断裂为主,伴随着少量的第二相粗大颗粒和晶间断裂,且随着成形速度的减小,韧窝数量不断增加,韧窝深度也逐渐变深。实际热模锻生产成形速度宜选择2~8 mm/s。     

7B04铝合金时效成形本构模型研究与有限元应用

通过ABAQUS软件的二次开发,将蠕变-时效本构模型应用于铝合金时效成形的有限元分析,得出铝合金等厚板在时效成形过程中的等效蠕变应变、屈服强度,以及析出相尺寸和分布的变化规律,并通过铝合金等厚板弯曲-时效成形的实验,验证了模型的准确性。     

整体壁板时效成形模具回弹补偿的工艺研究

时效成形是解决整体高筋壁板成形、提高零件制造精度和使用寿命的有效工艺方法,但由于具有回弹量大,且模具型面难以确定和修正的特点,限制了其在国内工程化的应用。该文针对小曲率、小变形整体壁板的时效成形,通过时效成形基础试验,研究其回弹规律,并应用几何补偿算法,进行模具型面的回弹补偿计算。实验验证表明,零件外形曲面误差小于1mm,筋条处的误差小于0.5mm,证明该回弹规律及补偿算法具有有效性和准确性。     

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。     

激光冲击参数对7050铝合金残余应力场的影响

采用仿真与试验结合的方法,研究了激光冲击参数(光斑直径、激光特性以及峰值压力)对7050合金残余应力场形成机制的影响。结果表明:平顶光加载ø2、ø3和ø4 mm光斑时,最优峰值压力为1500 MPa;高斯光加载时,ø2 mm光斑峰值压力优解为1500 MPa,ø3 mm光斑峰值压力优解为2000 MPa,ø4 mm光斑峰值压力优解为3000 MPa;当峰值压力为1500 MPa时,平顶光冲击后所得最大残余压应力较高斯光增加约10%;当峰值压力大于2000 MPa时,平顶光冲击后的最大残余压应力值受表面汇聚波影响数值较高斯光小。平顶光冲击时,峰值压力实际优解与理论优解保持一致,为1500 MPa;高斯光冲击时,峰值压力实际优解随光斑直径的增加逐渐增加;峰值压力超过2000 MPa后,残余压应力不再有显著增加,且残余应力洞等应力缺陷更容易出现。     

2124铝合金双曲率蠕变时效成形试验与回弹

基于3种单曲率和双曲率模具,以2124铝合金为研究对象,选取4种不同温度的峰值时效制度进行一系列蠕变时效成形试验,并测量了各试验条件下的回弹率。结果表明,时效制度对于回弹率的影响非常明显,此外回弹率还与材料所受的应力状态相关,当两种条件均达到最佳耦合效果时,板材的回弹率最小;双曲率弯曲成形试样在两个方向上的回弹率存在明显差异,但由于相互之间的协调作用,使得两个方向上的曲率变化规律能够保持一致,并对各方向上的回弹产生一定的限制作用。     

基于ABAQUS的筋板件时效成形型面回弹补偿算法

基于回弹预测与控制的模具型面补偿,是时效成形工艺研究亟待解决的关键问题。该文根据回弹补偿原理,提出了基于零件形状虚拟迭代修复的时效成形模具型面回弹补偿修正算法的思路。以2A12铝合金筋板件蠕变时效成形过程为研究对象,利用ABAQUS有限元分析平台,在筋板件时效成形及回弹模拟分析的基础上,实现了该过程模具型面的回弹补偿优化设计。研究结果表明,提出的型面补偿算法具有良好的收敛性,数值模拟结果验证了该算法的可行性。