电塑性效应对5A90铝锂合金成形极限的影响

研究了电塑性效应对5A90铝锂合金成形极限的影响。首先,通过不同温度和不同应变速率的通电单向拉伸实验和等温无电单向拉伸实验,获取了材料的应变硬化指数n和应变速率敏感指数m。然后,采用M-K理论,将Lorgan-Hosford屈服准则和Backoften硬化方程引入理论推导中,利用Newton-Raphson迭代法进行求解计算,求解得到5A90铝锂合金在电塑性影响下的成形极限图。最后,通过不同宽度试样的单向拉伸实验对成形极限图的左手侧曲线进行了实验,结果与预测相吻合。研究结果表明:相比普通热成形,电塑性效应对5A90铝锂合金成形极限的提高效果更加明显。     

2091铝锂合金的电致超塑性

研究了脉冲电流对冷轧态及再结晶态2091铝锂合金超塑性的影响。拉伸试验表明,脉冲电流使再结晶试样延伸率由δ_(max)=290%提高至δ_(max)=390%,使冷轧态试样超塑变形最佳应变速度由(?)_(opt)=5.0×10~(-3)s~(-1)提高至(?)_(opt)=8.33×10~(-3)s~(-1)(δ_(max)值不变)。力学行为研究表明脉冲电流提高趋塑变形的应力应变速度敏感指数(再结晶态),并把 m_(max)值移至高速区(冷轧态)。脉冲电流提高高应变速度下的 m 值是由于均匀分布的溶质原子增大了应力对应变速度的敏感性。     

2060-T8铝锂合金电致塑性本构方程

进行了2060-T8铝锂合金不同温度、脉冲电流密度、占空比和脉冲频率的电辅助单向拉伸实验。研究表明:在实验研究的范围内,随着电流密度的增加,材料的变形抗力和断裂延伸率都会下降,占空比和脉冲频率对纯电致塑性没有影响。基于Johnson-Cook模型,引入电辅助特征,建立了耦合温度和脉冲电流参数的材料本构方程。利用该本构方程计算的结果与实验吻合的较好,说明所建立的材料本构方程能够准确的预测2060-T8铝锂合金在电辅助条件下的流动应力变化趋势。     

1420铝锂合金电致超塑性本构方程

变形温度为480℃时,对1420铝锂合金进行了不同应变速率、脉冲电流密度和脉冲频率的电致超塑性拉伸试验;通过对现有超塑性本构方程进行修正,建立了耦合脉冲电流密度和脉冲频率的超塑性本构方程,并对其进行了试验验证。研究结果表明:变形温度为480℃、应变速率为0.001 s-1时,在1420铝锂合金的超塑性拉伸试验中施加脉冲电流后,材料的流动应力比未施加电流时有所降低,伸长率有所增加;当脉冲电流密度为192 A·mm-2、脉冲频率为150 Hz时,材料的流动应力最小,伸长率最大。通过耦合脉冲电流参数的本构方程计算的流动应力值与试验数据吻合较好,能够准确预测1420铝锂合金在电致超塑性变形中流动应力的变化趋势。     

铝—锂系合金的塑性和韧性问题

Al—Li系合金的低塑性和低韧性是阻碍Al—Li系合金得到广泛应用的严重问题,本文提出了影响Al—Li系合金的塑性和韧性的两个主要因素——应变局部化和杂质污染,并详细论述了相应的解决办法。     

5A90铝锂合金电子束焊焊板超塑性变形力学行为

通过高温拉伸试验研究了5A90铝锂合金电子束焊焊板超塑性变形行为. 结果表明,5A90铝锂合金电子束焊焊板具有良好的超塑性变形能力,焊板的峰值流变应力随温度升高及初始应变速率的减小而减小,应变速率小于1×10-2/s时,焊板峰值流变应力小于32 MPa;焊板的断后伸长率随温度的升高和初始应变速率的增大而先增大再减小,在450℃,5×10-3/s断后伸长率达到最大为171.1%. 提出变形比例系数K（接头与母材断后伸长率的比值）,评价焊板中接头的超塑性变形协调能力,在各变形条件下K值均达到70%以上.     

5A90铝锂合金电子束焊接头超塑性变形组织演变

对5A90铝锂合金电子束焊接头进行高温拉伸试验,使用光学显微镜观察试样变形过程中的组织演变,并对变形机理进行分析.结果表明,超塑性变形初期,接头超塑性变形机制以扩散导致的晶界迁移为主,焊缝细小等轴晶粒迅速长大.当应变大于100%时,接头中大晶粒开始发生动态再结晶,超塑性变形机制转变为动态再结晶机制.在超塑性变形过程中热影响区平均晶粒尺寸与焊缝平均晶粒尺寸逐渐接近,组织存在耦合均匀化过程.提出采用均匀化系数K来表征焊缝与热影响区的组织均匀化程度,随着变形的进行,K值逐渐升高.     

微量钪对2195铝锂合金强塑性的优化作用

前苏联出于宇航工业和核工业的需要 ,率先在Al -Mg系、Al -Li系及Al -Zn -Mg系中开展了添加微量钪的研究 ,俄罗斯已研制开发了一系列含钪铝合金。除俄罗斯外 ,美国、日本、德国、加拿大等国对含钪铝合金也作过不少研究。但到目前为止 ,尚未见到Cu含量在 4 0 %(质量分数 )的高铜锂比 (Cu/Li≈ 4)的Al -Li合金中加Sc的研究报道 ,原因可能是在含铜量大于1 5 %的合金中 ,加入大于 0 2 0 %Sc ,有可能形成W (Al3 - 8Cu2 - 4 Sc)相 ,不利于有效地发挥添加钪合金化的潜在优势。本文试图研究微量Sc对 2 195铝锂合金的组织和性能的影响。所研…     

5A90铝锂合金真空熔炼工艺研究

采用真空精炼技术对自备的5A90铝锂合金进行处理,研究了不同真空度和熔炼时间对于合金中氢等杂质的去除效果,得出合理的真空熔炼参数。结果表明真空熔炼5A90铝锂合金的真空度在1000Pa,真空精炼时间为5min时．能够很好地保留合金元素并去除其中的氢和碱金属杂质。     

TC4钛合金电致塑性V型弯曲性能的实验研究

针对TC4钛合金常温下冲压成形性能差的问题,通过电塑性拉伸、电塑性V型弯曲实验,研究了脉冲电流对TC4钛合金V型弯曲性能的影响规律。电塑性拉伸实验表明,电流可有效提高TC4钛合金的延伸率,降低流动应力,当有效电流密度从9.03A·mm-2增加到11.84A·mm-2时,延伸率从20.1%提高到69.7%。电塑性V型弯曲实验表明,电流可有效提高TC4钛合金的弯曲成形性能,降低回弹角和弯曲成形力,当有效电流密度从14A·mm-2增加到38.67A·mm-2时,回弹角减小47.5%。     

电致塑性效应本构方程的研究

通过分析脉冲电流对金属应力应变的影响,经一定的假设条件处理,选择合理经验方程简化金属材料的应力-应变模型,得到脉冲电流对金属应力应变的影响函数。结合不同加工硬化模型,推导出电致塑性效应的本构方程H模型和V模型,分析两种模型的各自特点,提出新的电致塑性效应本构方程H-V模型。经过对比发现,H-V模型对纯铝的模拟应力应变和实际应力应变平均误差仅为0.5%,最大误差为2.3%。对于纯钛,H-V模型对任一应变所对应的流动应力的模拟误差在±10.0 MPa,模拟和实测的应力-应变曲线平均误差仅为3.6%,最大误差为6.4%。H-V模型能准确模拟纯铝和纯钛在施加脉冲电流拉伸过程中应力和应变的行为。     

5A90铝锂合金T形接头激光填丝焊接头组织性能分析

对2.5 mm厚5A90铝锂合金T形接头激光焊和激光填丝焊接头组织与性能进行了研究.结果表明,与不填丝相比,焊接过程中填充焊丝有效减少角焊缝咬边、下塌等缺陷,明显改善焊缝表面成形,同时增大了接头熔化区面积,提高了激光的吸收率;填丝还使得T形接头两侧角焊缝组织大小趋于相同,但组织相对粗大;接头抗拉强度接近提高20%,拉伸断口呈韧性断裂.     

2A97铝锂合金激光焊T形接头组织及性能

采用异种模式与同步模式双光束DISK激光焊接1.5 mm厚的2A97-T3铝锂合金T形接头,对比研究两种模式T形接头的微观组织,硬度分布和拉伸性能.结果表明,两种模式接头的焊缝区显微硬度仅为母材的61%~67%,但异种模式接头深熔焊缝的显微硬度偏高,表明沉淀相的溶解使焊缝区出现软化,而热导焊过程对深熔焊缝有强化作用.异种模式T形接头蒙皮和桁条的抗拉强度分别为415和337 MPa,为母材的84.8%和68.9%;而同步模式分别达到母材的90.6%和59.4%.异种模式T形接头蒙皮和桁条拉伸均断在热导焊缝的过渡区,表明热导焊缝过渡区是异种模式T形接头最薄弱区域.     

5A90 Al-Li合金桁条电流自阻加热成形技术

Al-Li合金具有密度低、比强度高等优点,是实现飞行器结构减重的理想材料,在航天航空领域显示出了广阔的应用前景。先进的电加热成形技术是提高轻质合金成形性能的有效手段。通过高温拉伸实验研究了5A90 Al-Li合金的成形性能,确定了5A90 Al-Li合金的最佳成形温度为340℃。通过电流自阻加热升温实验,得到了加热5A90 Al-Li合金板材合适的电流密度为10 A·mm~(-2)。针对5A90 Al-Li合金室温成形性能差的问题,设计并制造了5A90 Al-Li合金桁条电流自阻加热成形装置,在此装置上进行了5A90 Al-Li合金桁条的电加热成形实验,得到了符合要求的桁条零件,并分析了温度、润滑条件等对成形质量的影响。这种新型的板材电流自阻加热成形工艺及装备具有较大的实际应用价值。     

5A90 Al-Li合金板材脉冲电流辅助拉深成形

为了解决5A90 Al-Li合金塑性加工困难的问题,通过理论分析与实验测试相结合的方法,对5A90 Al-Li合金板材的脉冲电流加热特性进行了研究。研究发现,10 A·mm~(-2)的脉冲电流可在2 min内将板材加热到300℃。通过单向拉伸试验对5A90 Al-Li合金板材的高温力学性能进行了测试,测试结果表明,300℃时,板材的伸长率可达63.4%。以脉冲电流加热特性和高温力学性能的研究为基础,对板材试验件的成形过程进行了设计,经脉冲电流加热后成形的试验件尺寸精度满足设计要求,且表面质量良好,无裂纹、划伤等缺陷。脉冲电流辅助热成形技术为5A90 Al-Li合金钣金薄壁类零件的塑性加工提供了一条简便、高效的途径。     

5A90铝锂合金Nd:YAG激光焊缝组织的晶粒形态与晶粒取向

采用Gleeble-1500D热模拟试验机进行热压缩实验,研究了TC4-DT钛合金在温度850～980℃、应变速率为0.001～10 s-1、变形量为50％条件下的热变形行为.根据应力-应变曲线分析了该合金的流变应力变化特点,建立了该合金的Arrhenius型本构方程及加工图.结果表明:流变应力随变形温度降低及应变速率增大而升高;变形温度与应变速率对TC4-DT合金应力影响显著;本实验测得的平均激活能为587.2 kJ/mol;该合金合适的加工条件为ε＜0.6 s-1,温度大于850℃.     

5A90Al-Li合金超塑性变形过程中的显微组织及微观织构演变

通过采用电子背散射衍射技术研究具有扁平状组织的5A90 Al-Li合金板材在变形条件475℃、8×10^-4S^-1时的显微组织演变。结果表明,在进行超塑性变形前,其显微组织表现为扁平状组织,具有大量的小角度晶界,且初始板材具有明显的黄铜织构{110}（112）。在变形过程中发生了晶粒的长大、晶粒形貌的改变、晶粒取向差的增大以及织构的弱化,而且大角度晶界的含量在流动应力到达最大值后开始逐渐增加。同时,对不同阶段的相关变形机制进行了讨论。超塑性变形初始阶段的主要变形机制为位错运动,随着变形的进行而开始发生动态再结晶,晶粒旋转作为晶界滑移的主要协调机制。在超塑性拉伸的最后大应变阶段,晶界滑移是主要的变形机制。