發(fā)布時(shí)間：2021-07-19 09:35

　　鋁合金薄壁構(gòu)件制備過程中材料表面往往會(huì)出現(xiàn)較大殘余應(yīng)力,這會(huì)極大地影響構(gòu)件的制備精度和尺寸穩(wěn)定性。為減小和穩(wěn)定構(gòu)件表面殘余應(yīng)力,從而提高構(gòu)件的尺寸穩(wěn)定性,本文采用了一種常用于黑金屬領(lǐng)域消減殘余應(yīng)力的工藝方法——振動(dòng)時(shí)效（Vibration Stress Relief,VSR）,開展對(duì)7075鋁合金薄壁構(gòu)件表面應(yīng)力的影響,研究成果對(duì)薄壁構(gòu)件制備后的應(yīng)力和形變調(diào)控有實(shí)際的工程應(yīng)用價(jià)值。本文選取7075-T651鋁合金為研究對(duì)象,對(duì)銑削加工和表面噴丸后的薄壁構(gòu)件進(jìn)行VSR時(shí)效,并將時(shí)效前后的表面應(yīng)力分布進(jìn)行對(duì)比分析,以揭示VSR對(duì)構(gòu)件表面應(yīng)力的影響規(guī)律,并從有限元仿真和微觀作用機(jī)理兩個(gè)角度進(jìn)行了闡釋,具體研究工作如下:1、運(yùn)用X射線衍射技術(shù)（XRD）完成材料表面應(yīng)力的測(cè)試,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),即使是薄壁構(gòu)件這類結(jié)構(gòu)性表面應(yīng)力分布狀況,VSR通過循環(huán)加載形式,仍然可以像焊接件時(shí)效那樣,將構(gòu)件表面應(yīng)力峰值削減4.1%～18.7%。結(jié)果說明VSR可以松弛這類結(jié)構(gòu)性表面應(yīng)力。2、結(jié)合平臺(tái)式振動(dòng)特點(diǎn),從宏觀和微觀上分析了 VSR對(duì)表面殘余應(yīng)力消減和均化機(jī)理,依據(jù)振動(dòng)模態(tài),提出位置交叉時(shí)效振動(dòng)方案,以解決構(gòu)件時(shí)效... 

【文章來源】：中南林業(yè)科技大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２鋁合金薄壁構(gòu)件的加工??Ｆｉ．?１．２?Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｏｆ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ａｌｌｏｔｈｉｎ－ｗａｌｌｅｄ?ｃｏｍｏｎｅｎｔｓ??

圖１．３?７０７５鋁合金厚板??Ｆｉｇ．?１．３?７０７５?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ａｌｌｏｙ?ｔｈｉｃｋ?ｐｌａｔｅ??圖１．３為實(shí)驗(yàn)采用的７０７５－Ｔ６５１鋁合金厚板以及銑削加工過程。近年來，大??量的鋼構(gòu)件被鋁和鋁合金所取代，鋼構(gòu)件是力的重要構(gòu)件。７ｘｘｘ系列鋁合金作??為固溶淬火時(shí)效的強(qiáng)化合金，為了提高村料的韌性、強(qiáng)度、疲勞抗力和耐腐蝕性，??因此所形成的鋁合金鍛件需要進(jìn)行固溶硬化處理。但是，在固溶淬火過程中鋁合??金鍛件會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，以至于工件在后續(xù)的加工中發(fā)生變形甚至翹曲［｜７】。這種??殘余應(yīng)力對(duì)工件的影響是巨大的，會(huì)導(dǎo)致村料的應(yīng)力腐蝕幵裂，工件的使用壽命??縮短，有著嚴(yán)重的安全隱患＾］。鋁合金鍛件在淬火后如果沒有削減殘余應(yīng)力的處??理程序，那么會(huì)導(dǎo)致工件因?yàn)榄h(huán)境等各種因素而失效、開裂等。因此，對(duì)于７ｘｘｘ??系列的鋁合金鍛造

－個(gè)處理工藝，相對(duì)來說，它易于控制、無環(huán)境污染，通過改變工件內(nèi)部的顯微??組織，或者工件表面的一些化學(xué)成分，給予良好的組織性能［３＾３４］。??圖１．４為金屬正進(jìn)行熱處理。以熱處理工藝來消除金屬殘余應(yīng)力的基本原則??是將工件預(yù)加熱到比再結(jié)晶起始溫度略低的溫度，然后用符合要求的方法冷卻。??在溫度的變化過程中，由于溫度的升高，金屬原子的遷移速率增大，工件中的晶??格缺陷減小，導(dǎo)致晶格彈性變形減小，從而減少殘余工件的應(yīng)力。丁昌［３５］等人采??用熱處理方法消減鋼板焊接件的殘余應(yīng)力。結(jié)果表明，與簡(jiǎn)單的問火處理相比，??正火加回火的熱處理方法可以更能消除焊縫的殘余應(yīng)力。王國慶［３６］等對(duì)Ｑ２３５鋼??焊接件做了退火處理實(shí)驗(yàn)，證明Ｑ２３５鋼殘余應(yīng)力的消減是由兩種機(jī)理決定的，??即蟎變后屈服強(qiáng)度降低和應(yīng)力松弛。??１１?Ｉ??圖１．４熱處理設(shè)備??Ｆｉｇ．?１．４?ｈｅａｔ－ｔｒｅａｔｉｎｇ?ｆａｃｉｌｉｔｙ??總的來說，熱處理當(dāng)中的淬火工藝會(huì)使得材料內(nèi)部的殘余應(yīng)力急劇增大，這??是由于急速冷卻下材料內(nèi)外收縮的程度不均勻，導(dǎo)致變形不一致，從而在村料上??形成了強(qiáng)烈的外壓內(nèi)拉的應(yīng)力分布狀況。然后通過正火或者退火工藝

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3290460