新型高強(qiáng)鋁合金鍛造工藝實驗與模擬研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、Al-Zn-Mg-Cu高強(qiáng)鋁合金厚板是現(xiàn)代航空、航天及武器裝備等領(lǐng)域必不可少的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料。但是我國在大規(guī)格高強(qiáng)鋁合金厚板鍛件的加工理論及技術(shù)方面的基礎(chǔ)研究相對薄弱,高性能鋁合金厚板大部分依賴進(jìn)口,嚴(yán)重制約了我國航空、航天及國防技術(shù)的發(fā)展。因此,深入研究高性能鋁合金厚板鍛造技術(shù),對我國航空、航天及國防事業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。
   本文針對一種新型Al-Zn-Mg-Cu超高強(qiáng)鋁合金,系統(tǒng)研究了該合金的熱變形特性及厚板的多向鍛造

2、工藝,具體研究內(nèi)容及結(jié)果有:
   1.采用Gleeble-1500D熱力模擬試驗機(jī),研究了變形溫度250℃~450℃,變形速率0.001s-1~0.1s1的條件下,Al-Zn-Mg-Cu合金的熱壓縮流變應(yīng)力行為;分析了變形溫度、變形速率對材料流變應(yīng)力的影響規(guī)律,并建立了該合金高溫變形時的流變應(yīng)力本構(gòu)方程;通過熱拉伸實驗,研究了變形溫度250℃~450℃,變形速率0.1s-1條件下合金的拉伸性能。獲得材料在250℃~450℃的拉

3、伸強(qiáng)度、延伸率及斷面收縮率,在此基礎(chǔ)上建立了材料的熱加工塑性圖,并確定合金的鍛造溫度范圍為420℃~350℃。
   2.采用熱力模擬試驗和金相實驗方法,分析了該合金熱壓縮變形的組織演變規(guī)律。結(jié)果表明,Al-Zn-Mg-Cu合金是一種動態(tài)回復(fù)型金屬,動態(tài)軟化機(jī)制以動態(tài)回復(fù)為主。
   3.采用Deform-3D模擬了多向鍛造工藝中的鐓粗、拔長等工序,優(yōu)化了高徑比、砧寬比及壓下量等控制參數(shù)。制定了三鐓兩拔(方案一)和四鐓三

4、拔(方案二)兩種多向鍛造工藝方案,并對兩種方案縮比件的多工序多向鍛造過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。模擬結(jié)果表明,方案二總鍛比為17.86,鍛件內(nèi)部等效應(yīng)變達(dá)到12.6.方案一總鍛比為13.34,鍛件內(nèi)部等效應(yīng)變達(dá)到9.23。兩套工藝方案縮比件的工藝實驗檢測結(jié)果表明:兩種工藝方案鍛件的拉伸強(qiáng)度都超過了500MPa,延伸率、斷面收縮率等都達(dá)到使用要求。因此,采用三鐓兩拔的工藝方案,不僅可以生產(chǎn)合格的Al-Zn-Mg-Cu合金厚板鍛件,而且可以簡化鍛造

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