高温变形条件下5A02铝合金的塑性成形性能

随着工业技术的发展和能源问题的突出,铝合金以其质量轻、耐腐蚀性能好、成形性能和加工性能良好等优势成为轻型化首选的材料类型之一。以5A02铝合金冷轧板材为研究对象,通过单向拉伸试验和金相试验对不同变形温度、应变速率条件下5A02铝合金的塑性性能进行分析,并且借助试验数据和Zener-Hollomo参数模型,对高温条件下5A02铝合金的本构模型进行研究。研究结果表明：5A02铝合金在高温条件下变形时,应变速率和变形温度对延伸率的影响很大。在应变速率为0.01s-1、0.001 s-1、0.0005 s-1和0.0001 s-1条件下,当变形温度大于250℃时,5A02铝合金的延伸率大于100%。当变形温度为150℃~250℃时,5A02铝合金的真实应力-应变曲线属于动态回复型,而当变形温度大于250℃时,流变应力曲线存在明显的软化现象。     

5A02铝合金矩形管充液剪切弯曲成形(英文)

为了解决传统弯曲方法无法整体成形铝合金小弯曲半径矩形管的难题,提出了一种充液剪切弯曲成形方法。通过数值模拟和实验方法研究成形过程中内压、补料比和模具弯曲内侧圆角对成形缺陷的影响。结果表明:在不同工艺参数下,分别出现起皱、开裂、凹陷和堆积4种缺陷。内压在0.2σs至0.9σs以及补料比在1.0至1.1的区间内,都可以顺利成形剪切弯曲管件。通过控制内压、轴向进给和横向行程,充液剪切弯曲成形方法可用于制造铝合金小弯曲半径矩形管。并且存在一个合理的内压和补料比成形窗口,在此窗口内,管材可顺利成形。     

5A02铝合金变径管电磁成形工艺及材料性能

基于5A02铝合金变径管电磁成形工艺,采用数值模拟和成形实验,并结合断口形貌分析,研究了线圈匝数和放电电压对变径管成形精度的影响规律,探明了电磁成形后5A02铝合金性能变化的原因。结果表明：随着放电线圈匝数的增加,磁场作用范围增大,当线圈匝数n为20时,管件能够实现良好的贴模;随着放电电压的逐渐增大,加工硬化和脉冲电磁场效应的共同影响导致材料的伸长率先增大后减小,抗拉强度和硬度增大后几乎不变,当放电电压为8 kV时,管件最大贴模间隙为0.12 mm,小于0.20 mm,满足成形要求;同时,随着放电电压的增大,管件拉伸断口的韧窝数量逐渐减少,但当放电电压升高至8 kV时,韧窝数量有所增加。     

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。     

5A02铝合金管件磁脉冲冲击弹性介质成形试验

提出管件磁脉冲冲击弹性介质成形技术,研究了放电能量、成形温度、复合成形等对5A02铝合金管件成形的影响规律.室温下,管件的变形程度随着放电能量的增加而增加(放电能量为7 kJ时,膨胀率为24％,壁厚减薄率为22％),并且最大变形位置随着放电能量的增加逐渐向中心靠近(放电能量为7 kJ时,最大变形位置位于中心区域).当放...     

5A02铝合金薄壁管绕弯成形数值模拟及试验

利用有限元分析软件Pam-stamp对5A02铝合金薄壁管的数控绕弯过程进行了数值模拟,研究了芯棒伸出量和弯管角度对管坯的壁厚减薄率、不圆度和回弹等的影响,并进行了数控绕弯成形试验。结果表明,随着伸出量的增长,壁厚减薄率呈指数式增长,不圆度以抛物线减小,且试验结果与模拟结果基本一致;管的回弹随弯管角度增大而增大。用最小二乘法拟合得到弯管回弹公式,并在弯管试验中得到理想的弯管效果。     

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。     

辊弯成形下塑性应变对挤压态6063 T66铝合金型材疲劳性能的影响（英文）

分析从辊弯成形型材区和预应变材料取样的材料的拉伸塑性应变。利用概率Weibull累积分布(P-S-N曲线)近似高周疲劳的实验数据。利用LS-Dyna程序和实验数据对辊弯成形进行数值模拟,建立疲劳寿命预测模型。材料的循环行为表明,随着静态失效水平的增加,疲劳寿命分布减小。断裂表面的断口形貌分析表明,由于晶界附近的位错积累,拉伸预应变的晶间裂纹水平增加。所提模型预测结果与概率散射带具有良好的相关性(误差低于10%)。     

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。     

5A05铝合金热塑性变形的高温金相观察

为了考察６Ａ０５铝合金高温拉伸时的再结晶过程,用高温金相显微镜,对其在高温热变形时的变化进行观察。发现５Ａ０５铝合金在高温热变在发生了动态再结晶,并且产生了空洞,发生了晶粒滑移和晶体转动,为开展超塑性机理的研究提供了试验设备。     

挤压态ZK60A镁合金高温变形行为和加工性能（英文）

通过在温度为250~450°C和应变速率为0.001~10 s-1条件下进行压缩测试,研究挤压态ZK60A镁合金的高温变形行为和加工性能。ZK60A镁合金的本构方程可以用双曲正弦函数进行描述。在真应变为-0.2~-0.8下构建热加工图。在300~400°C以及0.01~0.001 s-1应变速率下,材料完全再结晶(DRX)并显示出良好的加工性能。ZK60A镁合金高温加工,例如锻造,可以进行。在变形量大于-0.5以及应变速率高于0.1 s-1时,实验观察到流变失稳现象,例如局部应变集中、孪生变形、晶粒异常长大、微裂纹和切变断裂,不推荐进行加工。攀移控制的位错蠕变主导ZK60A镁合金的塑性变形以及动态再结晶形核。     

5A02铝合金CO2激光焊接工艺与焊缝成形

对5A02铝合金的CO2激光焊接工艺进行试验研究,确定合理的激光焊接工艺参数(焊前准备处理、气体保护、离焦量、焊接热输入等)。针对铝合金对CO2激光吸收率极低,进行了表面预置硅粉焊接,提高了吸收率。2mm厚5A02铝合金板材CO2激光深熔焊的临界功率为1.25kW,熔合区横截面形状为酒杯状。通过试验确定了烛缝成形最理想的激光焊接工艺参数。     

SAF2205双相不锈钢在高温扭转变形条件下的组织演化（英文）

研究了SAF2205双相不锈钢在高温(600,800和1000℃)扭转变形条件下的微观组织演化。微观组织演化的结果表明,不同程度的再结晶现象出现,对应变形试样中的奥氏体的形貌不同。奥氏体的体积分数随着变形温度的增加而减少。800℃扭转条件下的试样断口形貌和室温下试样断口形貌有很大差异,实验结果表明,当扭转在室温条件下进行时,断口形貌呈现韧性断裂特征,等轴状和抛物线状的韧窝分布在断面上。然而,在800℃条件下扭转的试样的断口形貌主要呈现出沿晶断裂特征。     

铝合金的超塑性成形

超塑性金属在确定的温度和应变条件下的表现很像热塑性那样,它具有低的流动应力和高的拉伸延伸性能,使得利用气压就能把薄板成形为复杂的形状,超塑性成形类似于塑料的真空成形方法。随着成形方法的改进,流动应力和局部变形(缩颈)阻力对应变速率的敏感性(它     

热成形工艺参数对AA6082铝合金性能的影响（英文）

基于铝合金热冲压工艺,通过热物理模拟实验的方法,研究了工艺参数对AA6082铝合金力学性能的影响规律。利用透射电子显微镜分析了强化相分布和强化机理,建立了针对AA6082铝合金热冲压工艺的形变强化新模型,并通过遗传算法工具箱确定了模型中的材料常数。该模型可以预测不同工况下材料性能的演化行为,得到AA6082铝合金形变强化模型预测值与实验值的Pearson相关系数为0.99402、平均相对误差为2.0054%、均方根误差为2.045,说明预测度很好。将模型二次开发入有限元仿真软件ABAQUS中,从而实现对铝合金热冲压杯形件在不同时效条件下性能的预测。     

基于应力成形极限图的6061铝合金成形特征（英文）

采用成形极限图准则和韧性断裂准则两个数值准则对6061铝合金的成形特征进行预测。将数值模拟结果与实验所得成形极限图和冲头力-位移图进行对比。采用Hecker半圆形冲头计算实验成形极限图。将实验成形极限图转化为成形极限应力图并导入Abaqus软件中对样品的缩颈进行预测。将成形极限应力图预测结果与实验所得成形极限应力图进行比较。结果表明,韧性断裂准则对6061铝合金成形极限图和成形极限应力图的预测精度较高。冲头的力-位移图模拟结果和实验结果对比表明模拟结果和实验结果吻合。     

5A02铝合金搅拌摩擦焊焊接接头性能试验

5A02铝合金在一定的工艺参数下,以转速为800 r/min和焊速120 mm/min进行搅拌摩擦焊接,经试验测得接头的抗拉强度最高达到母材强度的91.21％,焊缝中无任何焊接缺陷,焊接接头完全能满足产品的技术要求.     

大压下量轧制喷射成形5A12铝合金的显微组织演变及强化机制（英文）

基于大压下量轧制工艺对喷射成形5A12铝合金挤压坯进行热轧变形,采用透射电镜(TEM)、电子背散射衍射技术(EBSD)和能谱(EDS)分析合金显微组织的演变规律,进而探讨合金的强韧化机理。研究结果表明:喷射成形5A12铝合金在热轧变形过程中,发生了不连续动态再结晶和连续动态再结晶,晶粒组织显著细化,形成了亚微米级组织结构;同时,不完全动态再结晶导致合金的位错密度显著增加和胞状组织大量形成。喷射成形工艺实现了5A12铝合金中Mg原子完全固溶,并在热变形过程中保留下来,而未生成沉淀相析出。均匀分布在铝基体中的过饱和Mg原子与位错发生交互作用,阻碍了位错运动,提高了位错密度,因而固溶强化效果显著,是合金获得高强高韧性能的最根本原因。喷射成形5A12铝合金经3道次热轧变形后的室温拉伸强度和伸长率分别达到622 MPa和20%。     

通过唯相学模型预测喷射成形7055铝合金的热变形行为（英文）

通过高温热压缩实验研究喷射成形7055铝合金的热变形行为,实验温度为340~450°C,应变速率为0.001~1 s-1。将Johnson-Cook模型、改良Fields-Backofen模型和Arrhenius模型应用在该合金的热变形行为研究中,对这3种模型进行相对误差、相关系数以及平均相对误差的绝对值的比较研究。结果表明,Johnson-Cook模型和改良Fields-Backofen模型由于在线性拟合过程中产生较大偏差,不能精确预测该合金的热变形行为;Arrhenius模型则因为将温度和应变速率的作用有效结合,得到较好的预测效果。