鋁合金航空模鍛件需要通過固溶淬火處理,以保證強(qiáng)度達(dá)標(biāo)。然而,若鋁合金鍛件淬火易導(dǎo)致鍛件產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力和形變,也會嚴(yán)重影響后續(xù)冷加工。因此,鋁合金航空模鍛件需要在淬火后引入冷壓工序。本文針對7050鋁合金航空模鍛件,研究T7452工藝對組織及力學(xué)性能的影響,為優(yōu)化工藝提供理論基礎(chǔ)。通過對帶肋鋁合金鍛件淬火實(shí)驗(yàn)和殘余應(yīng)力測量,獲得了對流換熱系數(shù),分析了帶肋側(cè)腹板和無肋側(cè)腹板的對流換熱系數(shù)受流場的影響規(guī)律,以及鍛件不同位置溫度場和應(yīng)力場的分布規(guī)律。將對流換熱系數(shù)導(dǎo)入帶肋長桁條鍛件和無肋長桁條鍛件進(jìn)行淬火模擬中,分析肋對鍛件淬火殘余應(yīng)力和形變的影響。研究了固溶處理、不同冷壓量(0%、3%、7%、12%)、雙級時效處理對7050鋁合金試樣的顯微組織及力學(xué)性能的影響規(guī)律。得到了以下結(jié)論:(1)在膜態(tài)沸騰階段,肋影響帶肋鍛件不同位置的流場方向及流量變化,從而導(dǎo)致對流換熱系數(shù)呈現(xiàn)“肋下方腹板區(qū)域肋上方腹板區(qū)域無肋側(cè)腹板區(qū)域”的規(guī)律。(2)相比于無肋長桁條鍛件,帶肋長桁條鍛件端部達(dá)到最大偏移量的時刻提前了1.5s,數(shù)值增大5倍且偏移方向完全相反。淬火結(jié)束,帶肋長桁條鍛件端部最終偏移4.85mm,而無肋鍛件無偏移。(3)鍛態(tài)7050鋁合金組織中Al_7Cu_2Fe相、S(Al_2CuMg)相和MgZn_2相,經(jīng)477℃×1.5h固溶處理后,僅Al_7Cu_2Fe相未完全溶入基體且尺寸減小。固溶態(tài)比原始鍛態(tài)組織中晶粒尺寸、小角度晶界取向差均增大,硬度增大40~50HV。(4)G.P區(qū)回溶、η相析出以及η相回溶的轉(zhuǎn)變點(diǎn)溫度隨冷壓量的增加而降低,而冷變形量從0%增至12%時,硬度從155HV增至182HV,經(jīng)雙級時效處理后,硬度從174HV降至153HV。
【學(xué)位單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TG166.3;V261.32
【部分圖文】：

第 1 章 緒 論綜合性能的階段滯后 18 年，第四階段和第五階段正在進(jìn)行。，現(xiàn)階段材料的研制和生產(chǎn)在服役性能上仍存在很大的提升鋁合金中，7×××系鋁合金擁有的狀態(tài)代號最多，且 85%以上空航天制造領(lǐng)域中。T 狀態(tài)代號表明材料的熱處理狀態(tài)，其中T7。T6 表示在經(jīng)過固溶處理后繼續(xù)人工時效的過程。T7 與 T工時效達(dá)到過時效狀態(tài)。熱處理狀態(tài)與其性能緊密相關(guān)。圖 1-1 為幾種狀態(tài)下 7×××系與強(qiáng)度性能關(guān)系圖[12]。由圖可見，T6、T79、T76、T74、T降低，抗腐蝕性能與強(qiáng)度變化規(guī)律正好相反。

燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文樣獲得淬火實(shí)驗(yàn)冷卻數(shù)據(jù)并將試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)用在6061鋁合金圓形管材淬火過程的溫度場和應(yīng)力場分析，結(jié)果表明復(fù)雜型材不同位置冷卻速率差別較大。Jarvstrat N[36]對擠壓件進(jìn)行在線淬火試驗(yàn)，并注意到傳熱系數(shù)對水淬的影響非常敏感。Zhang L[37]研究了 2024 鋁合金試樣厚度、淬火介質(zhì)對淬火過程的影響，認(rèn)為幾何形狀和表面情況影響傳熱系數(shù)并且在相關(guān)研究中一定要考慮�？梢�，構(gòu)件的幾何形狀對后續(xù)殘余應(yīng)力的產(chǎn)生以及形變的問題有很深遠(yuǎn)的影響。因此，準(zhǔn)確評估和預(yù)測殘余應(yīng)力和形變是十分必要的[38,39]。

1.3.3 冷變形目前，淬火后的坯料進(jìn)行冷變形的方式有多種。對于簡單結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，通常采用拉伸或壓縮增加塑性變形的方式來實(shí)現(xiàn)消減淬火殘余應(yīng)力的目的。為保證塑性變形的均勻性，選擇載荷加載的方式主要是由產(chǎn)品的幾何形狀決定。拉伸法可應(yīng)用于等截面幾何形狀構(gòu)件，但若構(gòu)件存在彎曲或結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜只能選擇冷壓縮方法[43]。姚詩杰[44]研究了分段冷壓工藝對消減淬火殘余應(yīng)力的效果，認(rèn)為壓下量 3%對稱式分段冷壓工藝總體上可消減 70.3%~97.4%以上的殘余應(yīng)力�？梢�，冷變形對鋁合金材料淬火殘余應(yīng)力的消減效果是十分明顯的，但材料發(fā)生冷變形的同時，會影響其力學(xué)性能。張玉玲[45]研究了小變形量下冷壓工藝對 7050 鋁合金淬火殘余應(yīng)力的消減效果，實(shí)驗(yàn)表明隨變形量的增加，淬火時效后試樣強(qiáng)度呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，如圖 1-3 所示。此外，在塑性變形過程中，材料的顯微組織會隨之改變，且金屬強(qiáng)度等性能對微觀結(jié)構(gòu)很敏感[46]。因此，工藝中冷變形量的確定不能僅考慮殘余應(yīng)力的消減效果。

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2 ;《多向精密模鍛件 質(zhì)量控制規(guī)范》等3項(xiàng)鍛壓領(lǐng)域國家標(biāo)準(zhǔn)研制項(xiàng)目獲批立項(xiàng)[J];鍛壓技術(shù);2017年09期

3 李蓬川;;大型航空模鍛件的生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];大型鑄鍛件;2011年02期

4 謝燮揆;制造1420合金大模鍛件[J];航空制造工程;1996年12期

5 趙明鐘;錘模鍛件價格的計(jì)算方法[J];鍛壓機(jī)械;1995年05期

6 寧愛林;模鍛件折疊的形成及防止[J];熱加工工藝;1995年01期

7 寧愛林;模鍛件折疊的淺析與研究[J];機(jī)械工人(熱加工);1995年12期

8 汪洋;;LD5合金模鍛件晶界串珠狀缺陷本質(zhì)的研究[J];輕合金加工技術(shù);1987年10期

9 范志遠(yuǎn);戴煥海;于加元;;復(fù)雜形狀模鍛件設(shè)計(jì)的改進(jìn)[J];機(jī)車車輛工藝;1987年02期

10 荒木健詞;張耀宏;;模鍛件自動檢查系統(tǒng)[J];國外汽車;1987年03期

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2 楊越輝;陳位超;;模鍛件生產(chǎn)加熱方式的選擇[A];中國機(jī)械工程學(xué)會鍛壓學(xué)會第六屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1995年

3 張宏偉;魏敏;龍威;;鎂合金模鍛件折疊的控制[A];全國第十二屆輕合金加工學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2003年

4 楊佳志;;消除模鍛件折疊的重要工藝措施[A];中國機(jī)械工程學(xué)會鍛壓學(xué)會第六屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1995年

5 趙凱;李健;寇益強(qiáng);;超高強(qiáng)鋁合金模鍛件開裂原因的分析[A];2005年全國電子顯微學(xué)會議論文集[C];2005年

6 劉煜;劉志銘;卞進(jìn)良;劉靜安;趙云路;;鋁合金模鍛件在生產(chǎn)過程中對各道工序的要求和工藝操作要點(diǎn)[A];2019年中國鋁加工產(chǎn)業(yè)年度大會暨中國（鄒平）鋁加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇論文集[C];2019年

7 劉靜安;盛春磊;;幾種中小型鋁合金模鍛件壓力機(jī)模鍛技術(shù)研發(fā)[A];2013年全國鋁加工技術(shù)及應(yīng)用交流會論文集[C];2013年

8 潘慧君;吳貴林;趙長虹;王志剛;;GH4133B模鍛件局部粗晶形成原因數(shù)值計(jì)算[A];第十三屆中國高溫合金年會摘要文集[C];2015年

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10 彭泉興;舒毅;陳再鼎;吳昊;王寒;;MB15模鍛件孔洞原因分析報告[A];面向航空試驗(yàn)測試技術(shù)——2013年航空試驗(yàn)測試技術(shù)峰會暨學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2013年

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本文編號：2822897