大型铝合金模锻件残余应力控制

残余应力直接影响大型铝合金模锻件尺寸稳定性、使用安全性、疲劳强度等参数,是大型铝合金模锻件精密成形的主要瓶颈之一。本文根据大型铝合金模锻件成形特点,从残余应力对零件的主要影响、产生原因、测量及评价方法、消减方法等方面对大型铝合金模锻件残余应力控制技术发展进行了分析总结。     

ZG0Cr14Ni5Mo2Cu上位锁支臂断裂原因分析

某型号飞机电缆装配前进行例行检查时,发现ZG0Cr14Ni5Mo2Cu上位锁支臂开裂。通过现场调查、对断裂件的材料成分分析、金相组织观察、断口的宏微观观察、硬度检测以及设计结构、受力及现行工艺等综合分析,以确定该上位锁支臂断裂的性质及产生原因。结果表明:上位锁支臂的断裂为过大的装配应力、校形残余应力与氢共同作用下的氢致脆断造成的。此案例分析中发现了隔板设计结构、校形的残余应力问题,为此提出了合理的改进建议。     

ZGOCr14Ni5Mo2Cu上位锁支臂断裂原因分析

某型号飞机电缆装配前进行例行检查时,发现ZG0Cr14Ni5Mo2Cu上位锁支臂开裂.通过现场调查、对断裂件的材料成分分析、金相组织观察、断口的宏微观观察、硬度检测以及设计结构、受力及现行工艺等综合分析,以确定该上位锁支臂断裂的性质及产生原因.结果表明:上位锁支臂的断裂为过大的装配应力、校形残余应力与氢共同作用下的氢致脆断造成的.此案例分析中发现了隔板设计结构、校形的残余应力问题,为此提出了合理的改进建议.     

振动时效时间对激光-MIG电弧复合焊铝合金焊接接头残余应力的影响

焊接是轨道车辆铝合金车体组装过程中的关键技术,焊接过程中不可避免地会产生焊接残余应力,残余应力的存在会影响接头的疲劳强度和结构的稳定性,因而研究消除和改善焊接接头残余应力的方法具有重要意义。通过对比轨道车辆用6005A铝合金焊接接头在不同振动时效时间条件下残余应力的变化情况,分析了不同振动时效时间对铝合金焊接接头残余应力的影响。结果显示,焊接后铝合金接头存在高残余拉应力,而振动时效可以有效降低残余拉应力的峰值,并能使铝合金焊接接头残余应力均匀化,振动时效时间为20 min时消除应力效果最好。     

提高2A14铝合金轮毂锻件力学性能的锻造工艺

为了解决2A14铝合金轮毂模锻件生产过程中出现的力学性能偏低现象,经过锻造工艺的对比试验,确定了最佳锻造工艺,应用于生产,使2A14铝合金轮毂模锻件力学性能得以提高,符合了标准的要求。     

复杂铝合金焊接结构的残余应力数值模拟分析

以SYSWELD有限元软件为平台,开发了基于瞬间热源的高效计算方法来模拟复杂铝合金结构的焊接残余应力. 首先以6061铝合金平板堆焊接头为研究对象,分别采用移动热源和瞬间热源计算接头的焊接残余应力,对比两者的计算结果验证瞬间热源法的有效性. 随后,将所开发的高效计算方法用于模拟6系铝合金复杂结构的焊接瞬态应力和残余应力,并将计算结果用于分析实际产品制造中开裂问题的原因,并提出了两种减缓和防止铝合金结构开裂的方案,即减小焊接热输入和增大开裂位置型材的板厚. 结果表明,铝合金结构在焊接生产制造过程中发生开裂是由该位置产生了高瞬态拉伸应力所致. 降低关键焊缝焊接热输入和增加型材板厚,均对结构开裂位置的瞬态焊接应力有一定程度的改善,且增加型材厚度的改善效果更好.     

7075铝合金机加框开裂分析

材质为7075高强度铝合金的机加框在装配过程中在靠近腹板R过渡处出现开裂.对断口进行观察,并借助化学成分分析、金相和力学性能检测等手段,对7075铝合金的开裂原因进行了分析.分析结果表明,该铝合金机加框的开裂是由于残余应力在R过渡处的应力集中造成的应力开裂,不合理的固溶热处理制度使得铝合金机加框的力学性能不符合标准要求,是发生开裂的内在因素.在此基础上提出了相应的改进措施.     

2A12铝合金外套螺母裂纹分析

飞机氧气导管2A12铝合金外套螺母在服役过程中出现裂纹。通过外观观察、断口宏/微观观察、金相组织检测、化学成分分析等方法，对外套螺母裂纹的产生环节和开裂原因进行分析。结果表明:外套螺母裂纹为应力腐蚀所致，裂纹呈分叉状，断口具有泥纹花样的腐蚀产物；应力腐蚀裂纹主要应力来源为外套螺母在装配连接过程中产生的周向应力；应力腐蚀裂纹源头主要出现在外套螺母的螺纹前几扣和端面部位；端面变形磨损或螺纹配合磨损引起局部膜层损伤和抗腐蚀能力下降，是导致该处成为应力腐蚀裂纹源头的主要原因。     

7055铝合金锻件开裂的原因及预防措施

针对7055铝合金锻件生产过程中发生开裂的现象,采用宏观观察、金相组织分析、能谱分析等手段进行了检测,结合工艺方法分析、热处理仿真等手段,解析锻件裂纹产生的最可能原因。结果表明,锻件小端结构存在尖边,且淬火水温较低,导致锻件表面拉应力过大,当拉应力超过其强度极限时,锻件便产生裂纹。将锻件小端结构改为圆滑过渡、提升淬火水温至60℃,可以避免7055铝合金锻件在淬火过程中出现开裂现象。     

大型7050铝合金自由锻件淬火残余应力消减研究

基于热力学计算软件JMatPro7.0及塑性成形模拟软件DEFORM对某大型7050铝合金长条形自由锻件的固溶、淬火及冷压工艺过程进行了模拟及优化。研究结果表明:当温度大于472℃后各相溶于α-Al中形成过饱和固溶体,淬火过程中内外温度场分布差异是造成残余应力的主要原因,对淬火后的自由锻件施加冷压变形可以有效消除热处理残余应力,采用3%压下量及较小的进给量可以最大程度地消除残余应力。     

模具线切割开裂和变形的原因与预防措施

此文针对模具线切割过程中产生开裂和变形的现象,从残余应力的产生原因,影响模具线切割开裂和变形因素较全面的进行了分析和论述,模具线切割开裂和变形是由于其模板内部的残余应力。     

金属热处理残余应力与开裂失效关系的探讨

分析金属热处理中的热应力和相变引起的组织应力产生原因,认为金属残余应力(内应力)存在是材料不稳定状态,随着材料的加工和使用条件(特别是温度和环境)变化,这种应力状态会发生改变.论文结合钢铁和铝合金热处理中的开裂问题,提出了金属残余应力与开裂失效的判据--即当材料中的内应力(或应力强度因子)大于该材料局部区域的失效抗力时就出现开裂失效;最后提出一些减少金属开裂和裂纹愈合的可能途径.     

挤压7A04铝合金轮辋断裂失效分析

利用Instron万能试验机研究了失效7A04铝合金轮辋轮辐径向、轮辐切向及轮毂轴向的拉伸性能,采用金相显微镜和扫描电子显微镜分析了轮辐、轮毂及卡槽失效部位的显微组织和断口形貌。结果表明,7A04铝合金轮辋轮辐径向、轮辐切向及轮毂轴向的显微组织及力学性能均符合要求;7A04铝合金轮辋失效的主要原因是在加工的过程中卡槽位置圆角过小,在服役过程中卡槽处产生应力集中,进而引发了多源性疲劳断裂以及韧脆混合型断裂,最终导致轮辋失效。     

降低7075铝合金厚板淬火残余应力的工艺

7075铝合金可通过淬火时效获得高强度，但它在淬火过程中会产生淬火残余应力，本文对7075铝合金厚板在不同淬火水温下，以及某一水温下淬火后经不同预拉伸量和不同时效工艺制度下淬火残余应力大小及变化规律进行了测试与分析，结果表明：随着淬火水温的升高，残余应力明显降低；水淬后随着预接拉伸量的增加，残余应力逐渐从压应力转变为拉应力，当预拉伸量约2%时，残余应力基本上趋近于零；随着时效温度升高和时效时间延长，残余应力呈下降趋势，因此，合理的淬火水温，预拉伸量以及时效制度是降低7075铝合金厚板淬火残余应力的有效工艺措施，其中尤以适当的淬火水温和预拉伸量最为有效。     

铝合金模锻件热处理过程的热力学耦合分析

采用有限元法对一个铝合金模锻件的沸水淬火和时效处理过程进行了热力耦合分析，研究了淬火过程中锻件与沸水之间的换热系数对淬火变形的影响、淬火过程中工作内应力的变化和水温对锻件残余应力的影响。对于铝合金锻件热处理过程的有关材料和工艺参数以及热处理结果进行了实验检测，并采用数值方法进行了处理。本文的研究对于控制和改进铝合金锻件热处理工艺具有一定的指导意义。     

双级时效工艺对低压铸造A356合金轮毂力学性能的影响

研究了双级时效工艺对A356铝合金低压铸造轮毂力学性能的影响。结果表明,预时效温度100℃~120℃,预时效时间12 h~14 h使合金的抗拉强度由原来的280 N/mm2提高到308 N/mm2,提高幅度10%;屈服强度由180N/mm2提高到248 N/mm2,提高幅度38%;伸长率在8%以上,最高达到13.5%。该性能达到了ASTM锻造6061-T6合金轮毂的标准,与ZL107液态模锻铝合金轮毂的力学性能相当,接近或达到普通锻件力学性能的要求。研究认为,双级时效工艺引起合金-αAl的晶格常数增大,Si相和Mg2Si相析出量增加是合金强度增加的主要原因。     

铝合金模锻件热处理过程的热力耦合分析

采用有限元法对一个铝合金模锻件的沸水淬火和时效处理过程进行了热力耦合分析 ,研究了淬火过程中锻件与沸水之间的换热系数对淬火变形的影响、淬火过程中工件内应力的变化和水温对锻件残余应力的影响。对于铝合金锻件热处理过程的有关材料和工艺参数以及热处理结果进行了实验检测 ,并采用数值方法进行了处理。本文的研究对于控制和改进铝合金锻件热处理工艺具有一定的指导意义。     

7050高强铝合金锻件残余应力分析

本研究利用X射线衍射法对固溶处理后的7050高强铝合金锻件的外表面及内部残余应力进行了系统分析。结果表明：7050高强铝合金锻件经过固溶处理后,锻件内部的残余应力主要受锻件几何因素的影响,在锻件对称性较好的正面,外表面和沿筋部厚度方向,残余应力基本呈现出对称分布规律,而且均为压应力状态;相对于层剥法及测试过程的外表面处理,由于7050高强铝合金外表面的局部变形不均匀而导致的晶粒不均或者局部形变织构,对残余应力的测量结果影响更大。     

电磁耦合能作用下2A02叶片锻件的残余应力松弛

针对航空大尺寸薄壁件因残余应力释放导致加工变形的行业问题，提出了一种电磁耦合处理的新型材料处理方法，并将其应用于调控压气机2A02铝合金叶片锻件的残余应力。研究了电、磁场工艺对锻件残余应力和力学性能的影响；并对材料组织开展准原位EBSD分析。结果表明，相较于单一物理场，电磁耦合处理对残余应力的松弛效果最显著，在磁场强度为1.5 T、电场强度为750 V/m时，叶片锻件残余应力最大降幅为53%。电磁耦合处理可以在不损害强度的情况下，改善铝合金塑性，在上述电磁场参数下，其伸长率提高14.3%，电阻下降4.9%。EBSD准原位分析表明，电磁耦合处理后，锻件的几何位错密度降低58.2%，小角度晶界减少，塞积的位错分散、湮灭，局部应变降低，宏观应力松弛。     

基于Forge的铝合金轮毂温锻成形模拟

铝合金轮毂形状复杂、强度刚度要求高。本文分析了6061铝合金轮毂温锻成形工艺。运用模拟软件Forge建立了铝合金轮毂预锻、终锻成形有限元仿真模型,分析了预锻、终锻成形工艺过程中的温度、等效应力分布。结果表明:铝合金轮毂在预锻、终锻成形过程中,整体温度偏差较小;不同成形阶段和不同成形部位,轮毂等效应力值不同;轮毂结构及温锻成形工艺参数对铝合金轮毂温锻件影响较大。