基于最大m值的鋁合金超塑性脹形控制研究.pdf

1、鋁合金冷成形狀態(tài)下的塑性較差,成形極為困難,而其超塑性成形卻可以有效解決這一問題。因此,鋁合金的超塑性成形技術(shù)為眾多科研人員所廣泛研究,然而,這些研究均是基于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式,如恒速度、恒應(yīng)變速率等方法。研究可知,應(yīng)變速率敏感性指數(shù)m值是評(píng)定材料超塑性能的重要指標(biāo)之一,其值越大,材料的超塑性能就越好,所以,本文首次采用最大m值法對(duì)鋁合金的力學(xué)性能進(jìn)行探索,并提出了基于最大m值法的優(yōu)化應(yīng)變速率超塑性氣脹成形新方法,為研究鋁合金的超塑性及其成

2、形技術(shù)提供一種新思路,具有重要的意義。
　　首次采用最大m值法拉伸實(shí)驗(yàn)對(duì)5083、2A12鋁合金的力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試,并與恒速度法和恒應(yīng)變速率法拉伸實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明:5083鋁合金的最佳拉伸溫度為525℃,最大伸長(zhǎng)率為331％,具有一定的超塑性;與恒速度、恒應(yīng)變速率法拉伸相比,基于最大m值法拉伸,不僅提高了延伸率,而且拉伸時(shí)間亦有大幅縮減,另外,材料軋制紋理的不同導(dǎo)致其性能各向異性,對(duì)5083鋁合金的延伸率有著顯著的影響;2A

3、12鋁合金的最佳拉伸溫度為450℃,最大伸長(zhǎng)率為121.4%,同樣具有一定的超塑性,其在450℃的本構(gòu)模型參數(shù)K為119.95, m為0.344;在450℃,得到2A12鋁合金基于最大m值法拉伸實(shí)驗(yàn)的真應(yīng)變(ε)-應(yīng)變速率(ε)曲線,并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化,得出優(yōu)化的真應(yīng)變(ε)-應(yīng)變速率(ε)曲線,為有限元模擬提供了依據(jù)。
　　采用基于最大m值法的優(yōu)化應(yīng)變速率脹形曲線,結(jié)合改善壁厚均勻性的正反脹形工藝,對(duì)整流罩殼體的脹形過程進(jìn)行有限元模

4、擬。結(jié)果表明:與恒應(yīng)變速率脹形相比,基于最大m值法的優(yōu)化應(yīng)變速率脹形技術(shù),極大的提高了脹形效率;與單向脹形工藝相比,正反脹形工藝不僅能降低材料減薄率,而且能有效改善壁厚均勻性;根據(jù)脹形模擬結(jié)果,對(duì)成形模具進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),并得到了基于最大m值法的優(yōu)化應(yīng)變速率正反脹形時(shí)間(t)-壓力(P)控制曲線。
　　采用基于最大m值法的優(yōu)化應(yīng)變速率正反脹形時(shí)間(t)-壓力(P)控制曲線,對(duì)整流罩殼體進(jìn)行脹形實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明:成形質(zhì)量好,脹形效率高,