高速列車用6N01鋁合金彎曲行為研究.pdf

1、鋁合金具有密度小、強(qiáng)度適中和耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，是制造高速列車和地鐵列車等的良好材料。彎曲成形是大型薄壁鋁合金型材最常用的加工工藝之一，但由于我國鋁合金車體的生產(chǎn)應(yīng)用起步較晚，相關(guān)數(shù)據(jù)缺乏，同時由于鋁合金型材力學(xué)性能不具有通用性，研究車體常用的6N01鋁合金大型型材力學(xué)性能和彎曲行為具有重要的意義。本文首先對6N01鋁合金型材各部位的取樣進(jìn)行了拉伸、金相觀察、XRD和SEM等實(shí)驗，然后對其板材與型材進(jìn)行了三點(diǎn)彎曲實(shí)驗和有限元模擬驗證。研究結(jié)果

2、表明:6N01鋁合金型材截面不同位置及沿壁厚方向力學(xué)性能是不均勻的，根源是組織差異，是由于擠壓狀態(tài)、冷卻方式和熱處理工藝條件的差異所導(dǎo)致;6N01鋁合金T4熱處理狀態(tài)最低屈服強(qiáng)度為150MPa、抗拉強(qiáng)度為186MPa、斷裂伸長率為23％，其性能不均勻性主要體現(xiàn)在塑性變形抗力和塑性變形能力上，對極限承載能力的影響相對較小;T4狀態(tài)拉伸斷口存在較多韌窩，是一種典型的微孔聚集型斷裂;T5狀態(tài)6N01鋁合金析出了大量顆粒狀Mg2Si和白色桿狀A(yù)

3、l5FeSi，其最低屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度提高至220MPa和282MPa、塑性下降到8.5％，此時力學(xué)性能不均勻性仍然存在，拉伸斷口具有冰糖狀形貌，以脆性沿晶斷裂為主要特征，局部存在韌窩;板材三點(diǎn)彎曲實(shí)驗發(fā)現(xiàn)T4狀態(tài)鋁合金板材的彎曲性能良好，厚度小于10mm時相對最小彎曲半徑可以達(dá)到1;T5狀態(tài)鋁合金板材彎曲性能下降，相對最小彎曲半徑為2.8-2.9;可以利用ANSYS/LSDYNA有限元軟件模擬預(yù)測板材三點(diǎn)彎曲過程，所得的最小彎曲半徑及