2024鋁合金板材噴淋淬火傳熱機理與流變應力演化規(guī)律研究
發(fā)布時間:2021-03-09 10:20
隨著飛機設(shè)計思想的不斷演變,先進飛機的構(gòu)件制造對鋁合金及其加工技術(shù)提出了越來越高的要求,這對于機翼壁板、機身蒙皮等板類結(jié)構(gòu)件尤為重要。因此,為更好地發(fā)揮高強鋁合金的性能潛力并減小殘余應力,研究控制板材淬火過程勢在必行。然而經(jīng)傳統(tǒng)熱處理后的板材殘余應力大、畸變嚴重,已成為制約飛機生產(chǎn)的瓶頸工藝。噴淋淬火作為一種先進可控快冷技術(shù),為板材形/性調(diào)控提供了有效技術(shù)途徑,成為現(xiàn)代熱處理技術(shù)的研究熱點與難點。而目前對于鋁合金板材噴淋淬火工藝,尚存在多種問題需要解決,如不同噴淋條件下的傳熱規(guī)律及機理還不明晰,缺乏析出演化特征對流變應力的影響機制等。因此,如何系統(tǒng)而全面的研究這些問題成為突破板材噴淋淬火形/性控制的關(guān)鍵所在。針對以上存在問題,本文圍繞“傳熱—本構(gòu)—形/性預測”這一核心主線,以2024鋁合金板材為研究對象,借助理論分析、試驗研究與有限元仿真等方法,建立了板材形/性調(diào)控工藝原型。論文的主要研究內(nèi)容如下:(1)針對噴淋淬火傳熱求解問題,首先對板材進行噴淋試驗,得到了準確的試驗數(shù)據(jù);贐樣條基函數(shù),建立了溫度數(shù)據(jù)處理模型,試驗對比表明該模型能夠真實反映降溫趨勢并有效去除隨機噪聲。隨后采用一維...
【文章來源】:西北工業(yè)大學陜西省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:157 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
板材池浴淬火畸變
鹽浴所用的鹽浴劑是強氧化劑,生產(chǎn)廢渣對環(huán)境造成了污染,同時也給安全生產(chǎn)帶來了一定的隱患,并且該工藝能源消耗嚴重,已經(jīng)遠遠不符合當今節(jié)能減排的發(fā)展需求。美國熱處理路線圖[19]明確提出在 2020 年以熱處理畸變 0、能耗減少 80%、生產(chǎn)成本降低 75%、熱處理生產(chǎn)對環(huán)境的影響為 0 為目標提高熱處理生產(chǎn)的質(zhì)量與效益,這對傳統(tǒng)淬火生產(chǎn)工藝提出了巨大挑戰(zhàn)。
表面形成一層氣液薄膜,并帶走熱量達到冷卻降溫目的示意圖如圖 1-3 所示。該技術(shù)具有傳熱能力高(不同冷示),冷卻過程溫差小、工質(zhì)需求量小、沒有沸騰的滯等優(yōu)點,改善了傳統(tǒng)池浴淬火不均勻的冷卻狀態(tài)和應力供了有效的技術(shù)途徑[21]。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高強鋁合金的發(fā)展及其材料的制備加工技術(shù)[J]. 張新明,鄧運來,張勇. 金屬學報. 2015(03)
[2]輥底式淬火爐在鋁合金中厚板生產(chǎn)中的應用[J]. 李志剛. 有色金屬加工. 2015(01)
[3]超高強7000系鋁合金的淬火敏感性[J]. 劉勝膽,李承波,歐陽惠,鄧運來,張新明,劉星興. 中國有色金屬學報. 2013(04)
[4]我國熱處理發(fā)展戰(zhàn)略的探討[J]. 潘健生,顧劍鋒,王婧. 金屬熱處理. 2013(01)
[5]航空鋁合金及其材料加工[J]. 張新明,劉勝膽. 中國材料進展. 2013(01)
[6]熱處理工藝對新淬火態(tài)硬鋁合金薄板組織性能的影響[J]. 朱彤,吳建軍,靳力,李善良,王永軍. 航空學報. 2012(04)
[7]厚板射流沖擊下淬火冷卻的換熱系數(shù)建模計算[J]. 鄧運來,賀有為,曹盛強,張新明. 航空材料學報. 2011(05)
[8]金屬材料在航天領(lǐng)域的應用及其熱處理工藝[J]. 孫學銀,姜建堂,甄良. 金屬熱處理. 2010(12)
[9]基于流變應力特性的鋁合金淬火殘余應力數(shù)值模擬及試驗研究[J]. 朱才朝,羅家元,李大峰,鐘渝,李云. 機械工程學報. 2010(22)
[10]7050鋁合金的TTP曲線[J]. 張新明,劉文軍,劉勝膽,袁玉寶,鄧運來. 中國有色金屬學報. 2009(05)
博士論文
[1]2A14鋁合金厚板殘余應力表征及消減工藝研究[D]. 董亞波.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]2A02高強度鋁合金熱加工殘余應力研究及其數(shù)值模擬[D]. 曹江.西南石油大學 2014
[3]熱鍛非連續(xù)變形過程微觀組織演變的元胞自動機模擬[D]. 陳飛.上海交通大學 2012
[4]噴霧冷卻傳熱特性、傳熱強化及溫度不均勻性研究[D]. 韓豐云.中國科學技術(shù)大學 2011
[5]鋁合金厚板淬火—預拉伸內(nèi)應力形成機理及其測試方法研究[D]. 廖凱.中南大學 2010
[6]淬火冷卻過程三維有限元模擬及工藝參數(shù)優(yōu)化的研究[D]. 牛山廷.山東大學 2007
[7]低溫噴霧射流冷卻技術(shù)及其在鈦合金機械加工中的應用[D]. 安慶龍.南京航空航天大學 2006
[8]淬火過程有限元模擬關(guān)鍵技術(shù)及工藝參數(shù)優(yōu)化的研究[D]. 李輝平.山東大學 2005
[9]航空鋁合金殘余應力消除及評估技術(shù)研究[D]. 王秋成.浙江大學 2003
碩士論文
[1]2024鋁合金薄板的熱處理工藝與性能的研究[D]. 李晗.西北工業(yè)大學 2007
本文編號:3072710
【文章來源】:西北工業(yè)大學陜西省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:157 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
板材池浴淬火畸變
鹽浴所用的鹽浴劑是強氧化劑,生產(chǎn)廢渣對環(huán)境造成了污染,同時也給安全生產(chǎn)帶來了一定的隱患,并且該工藝能源消耗嚴重,已經(jīng)遠遠不符合當今節(jié)能減排的發(fā)展需求。美國熱處理路線圖[19]明確提出在 2020 年以熱處理畸變 0、能耗減少 80%、生產(chǎn)成本降低 75%、熱處理生產(chǎn)對環(huán)境的影響為 0 為目標提高熱處理生產(chǎn)的質(zhì)量與效益,這對傳統(tǒng)淬火生產(chǎn)工藝提出了巨大挑戰(zhàn)。
表面形成一層氣液薄膜,并帶走熱量達到冷卻降溫目的示意圖如圖 1-3 所示。該技術(shù)具有傳熱能力高(不同冷示),冷卻過程溫差小、工質(zhì)需求量小、沒有沸騰的滯等優(yōu)點,改善了傳統(tǒng)池浴淬火不均勻的冷卻狀態(tài)和應力供了有效的技術(shù)途徑[21]。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高強鋁合金的發(fā)展及其材料的制備加工技術(shù)[J]. 張新明,鄧運來,張勇. 金屬學報. 2015(03)
[2]輥底式淬火爐在鋁合金中厚板生產(chǎn)中的應用[J]. 李志剛. 有色金屬加工. 2015(01)
[3]超高強7000系鋁合金的淬火敏感性[J]. 劉勝膽,李承波,歐陽惠,鄧運來,張新明,劉星興. 中國有色金屬學報. 2013(04)
[4]我國熱處理發(fā)展戰(zhàn)略的探討[J]. 潘健生,顧劍鋒,王婧. 金屬熱處理. 2013(01)
[5]航空鋁合金及其材料加工[J]. 張新明,劉勝膽. 中國材料進展. 2013(01)
[6]熱處理工藝對新淬火態(tài)硬鋁合金薄板組織性能的影響[J]. 朱彤,吳建軍,靳力,李善良,王永軍. 航空學報. 2012(04)
[7]厚板射流沖擊下淬火冷卻的換熱系數(shù)建模計算[J]. 鄧運來,賀有為,曹盛強,張新明. 航空材料學報. 2011(05)
[8]金屬材料在航天領(lǐng)域的應用及其熱處理工藝[J]. 孫學銀,姜建堂,甄良. 金屬熱處理. 2010(12)
[9]基于流變應力特性的鋁合金淬火殘余應力數(shù)值模擬及試驗研究[J]. 朱才朝,羅家元,李大峰,鐘渝,李云. 機械工程學報. 2010(22)
[10]7050鋁合金的TTP曲線[J]. 張新明,劉文軍,劉勝膽,袁玉寶,鄧運來. 中國有色金屬學報. 2009(05)
博士論文
[1]2A14鋁合金厚板殘余應力表征及消減工藝研究[D]. 董亞波.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]2A02高強度鋁合金熱加工殘余應力研究及其數(shù)值模擬[D]. 曹江.西南石油大學 2014
[3]熱鍛非連續(xù)變形過程微觀組織演變的元胞自動機模擬[D]. 陳飛.上海交通大學 2012
[4]噴霧冷卻傳熱特性、傳熱強化及溫度不均勻性研究[D]. 韓豐云.中國科學技術(shù)大學 2011
[5]鋁合金厚板淬火—預拉伸內(nèi)應力形成機理及其測試方法研究[D]. 廖凱.中南大學 2010
[6]淬火冷卻過程三維有限元模擬及工藝參數(shù)優(yōu)化的研究[D]. 牛山廷.山東大學 2007
[7]低溫噴霧射流冷卻技術(shù)及其在鈦合金機械加工中的應用[D]. 安慶龍.南京航空航天大學 2006
[8]淬火過程有限元模擬關(guān)鍵技術(shù)及工藝參數(shù)優(yōu)化的研究[D]. 李輝平.山東大學 2005
[9]航空鋁合金殘余應力消除及評估技術(shù)研究[D]. 王秋成.浙江大學 2003
碩士論文
[1]2024鋁合金薄板的熱處理工藝與性能的研究[D]. 李晗.西北工業(yè)大學 2007
本文編號:3072710
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