微通道扁管挤压成形模拟及焊合质量的预测

采用刚塑性有限元软件DEFORM-3D对微通道扁管的挤压成形进行数值模拟,得到两种分流模具挤压微通道扁管时焊合面上静水应力、等效应力和金属速度的分布以及变化规律。利用Donati提出的K参数法对两种模具的焊合面焊合质量进行预测对比,得到平面模和球面模的焊合面焊合质量指标Kad值分别为154.7和196.0,表明球面模挤压得到的扁管焊合质量优于平面模。通过实验测量两种模具挤压得到扁管的爆破压力分别为18.5MPa和26.0MPa,表明球面模挤压扁管的承压能力高于平面模,并进一步验证了预测结果。     

基于空洞演化理论的挤压焊合描述模型

在铝合金管材分流挤压成形中,金属在焊合室内经历一个固态焊合过程,并在型材的整个长度方向上留下焊合缝。焊合缝通常是材料结构最薄弱的部位,为此焊合质量控制是挤压承压铝合金管材亟待解决的问题。针对挤压焊合过程定量描述的难题,将焊合过程描述为焊合面细观空洞的闭合过程,基于细观塑性力学方法建立焊合过程空洞演化模型。研究根据焊合面应力状态推导焊合面材料本构方程,并据此推导焊合面空洞闭合过程中孔隙度表达式,得到宏观应力场作用下描述挤压焊合的空洞演化模型;利用Gleeble热模拟试验机进行焊合过程的物理模拟试验,验证焊合描述模型的合理性,并基于该模型分析焊合质量的主要影响因素。研究提供一种挤压焊合过程定量描述方法,有助于揭示分流挤压焊合缺陷的形成机制。     

铝合金微通道扁管EBSD晶粒度和织构分析

采用电子背散射衍射(EBSD)技术,研究经高温大挤压比成形的AA3003铝合金微通道扁管横纵截面的晶粒分布、晶粒度统计和择优取向。结果表明,铝合金扁管的横截面和纵截面晶粒均呈等轴状,椭圆的长短轴比均约1.7左右。横截面平均晶粒尺寸约34.4μm,纵截面的平均晶粒尺寸约41.2μm。扁管沿挤压方向未观察到挤压变形带和焊合线。此外,铝合金微通道扁管织构为弱立方织构(100)[001]混合沿着挤压方向强高斯织构(110)[001]。并且经过高温严重塑性变形铝合金的微通道扁管的组织为再结晶组织,晶粒呈椭球状,顺着挤压方向略有拉伸,并生成典型铝合金再结晶织构。