本文關(guān)鍵詞：輕合金高溫等徑角擠壓細(xì)化工藝及其數(shù)值模擬

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【摘要】：航空類的輕合金材料被廣泛應(yīng)用于航空航天裝備制造業(yè)中,由于在高溫、高真空、高壓力、強(qiáng)輻射等極端條件下工作運(yùn)轉(zhuǎn),為了滿足工作環(huán)境對材料性能的嚴(yán)格要求,通過一些特殊的晶粒細(xì)化工藝方法,改變輕合金的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu),從而提高材料的綜合性能。本文利用等通道角擠壓(ECAP)技術(shù),使輕合金材料—7475鋁合金的內(nèi)部組織晶粒得到細(xì)化處理,增強(qiáng)了材料強(qiáng)度、韌性、塑性和整體機(jī)械性能。前期在常溫條件下以鉛為原型材料,以低溫代替高溫環(huán)境,易變形金屬材料研究難變形金屬材料,通過數(shù)值模擬和物理模擬相結(jié)合的模擬實(shí)驗(yàn)方法,驗(yàn)證等徑角擠壓工藝和方案的可行性。研究結(jié)果表明,擠壓過程中隨著擠壓次數(shù)的增加,擠壓載荷也增加,產(chǎn)生的加工硬化現(xiàn)象也越明顯;物理模擬實(shí)驗(yàn)的每一道次的最大載荷比數(shù)值模擬要大,因?yàn)閷?shí)際實(shí)驗(yàn)過程中擠壓受到側(cè)向凸模沖頭和通道內(nèi)壁殘留鉛的摩擦阻礙作用,是數(shù)值模擬所不能得出的。根據(jù)模擬的實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)過程,實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)和圖像結(jié)果用來指導(dǎo)7475鋁合金的高溫等徑角擠壓工藝研究,該模擬方法可以預(yù)測實(shí)際生產(chǎn)和實(shí)際操作中存在的一些未知因素,更好地保障實(shí)驗(yàn)過程的可靠性和精確性。對于7475鋁合金高溫等徑角擠壓實(shí)驗(yàn)研究,除了完成擠壓實(shí)驗(yàn)工藝實(shí)驗(yàn)外,還需要檢驗(yàn)材料的晶粒尺寸和力學(xué)性能。整個擠壓過程參考了鉛的模擬實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)論,以2mm/s的擠壓速度,在420℃這個恒定的溫度進(jìn)行等徑角擠壓,以90°的翻轉(zhuǎn)角,在通道內(nèi)反復(fù)擠壓4次后將取出材料,擠壓過程中的載荷變化趨勢與鉛的模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同,并且試樣表面有豎條狀的十分粗糙的劃痕,出口處伴隨著嚴(yán)重的毛邊和倒刺,呈細(xì)長撕裂狀。機(jī)械加工后通過研磨和化學(xué)處理制備顯微觀察試樣,利用光學(xué)顯微鏡觀察組織結(jié)構(gòu),并標(biāo)定高溫等徑角擠壓前后的材料內(nèi)部組織晶粒尺寸的大小,對比之后等到材料的晶粒組織要比原始的更加細(xì)小,最后在420~515℃的溫度變化范圍內(nèi),運(yùn)用基于最大m值高溫超塑性拉伸的實(shí)驗(yàn)方法,檢測晶粒細(xì)化后7475鋁合金的塑性是否得到了提高,并探求出了延伸率最大的變形溫度。以上實(shí)驗(yàn)表明,高溫等徑角擠壓的方法可使7475鋁合金內(nèi)部組織晶粒細(xì)化,材料的組織和性能也發(fā)生了改變。隨著擠壓道次的增加,擠壓載荷也增大,材料的工硬化現(xiàn)象越明顯。7475鋁合金在420℃等徑角擠壓后晶粒的平均直徑為8μm,比的原始晶粒尺寸要小;使用最大m值高溫超塑性拉伸實(shí)驗(yàn),晶粒細(xì)化后的7475鋁合金延伸率在470℃達(dá)到了最大值346.7%,比原始拉伸試樣的延伸率提高了37.8%。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG379

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1 畢見強(qiáng);孫康寧;尹衍升;范潤華;王素梅;李愛民;;制備塊體納米材料的新工藝——等徑角擠壓[J];金屬成形工藝;2003年03期

2 運(yùn)新兵;宋寶韞;;連續(xù)等徑角擠壓及其成形過程的三維數(shù)值模擬[J];塑性工程學(xué)報(bào);2006年04期

3 農(nóng)登;黃少軍;李林;鄭開宏;王海燕;;等徑角擠壓法工藝路線影響材料顯微組織演化的研究概況[J];廣東有色金屬學(xué)報(bào);2006年03期

4 趙軍;王寶忠;王振華;趙德利;傅萬堂;;室溫等徑角擠壓后共析珠光體鋼的組織特性[J];特殊鋼;2007年06期

5 管延錦;趙國群;路平;曹偉;吳欣;;等徑角擠壓工藝的無網(wǎng)格數(shù)值模擬研究[J];塑性工程學(xué)報(bào);2008年02期

6 丁雨田;周懷存;斯志軍;胡勇;;等徑角擠壓模設(shè)計(jì)[J];模具工業(yè);2008年01期

7 黃勇;李萍;;內(nèi)高壓和等徑角擠壓設(shè)備液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年01期

8 牟世娟;蘆明霞;;等徑角擠壓時鋁材料顯微組織演化研究[J];中國高新技術(shù)企業(yè);2009年06期

9 石鳳健;王雷剛;黃忠富;;工藝路線對等徑角擠壓變形均勻性的影響[J];熱加工工藝;2009年23期

10 郭廷彪;丁雨田;胡勇;袁訓(xùn)鋒;曹軍;;等徑角擠壓過程中材料的流變行為研究[J];材料導(dǎo)報(bào);2009年18期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 李建萍;欒兆菊;;等徑角擠壓的最新研究進(jìn)展(英文)[A];2007高技術(shù)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會暨《材料導(dǎo)報(bào)》編委會年會論文集[C];2007年

2 吳躍;陳文琳;李偉;;等徑角擠壓制備超細(xì)晶材料的研究進(jìn)展[A];安徽省機(jī)械工程學(xué)會成立50周年論文集[C];2014年

3 劉先蘭;胡治流;;等徑角擠壓模具對超細(xì)晶材料顯微組織的影響[A];2005年中國機(jī)械工程學(xué)會年會論文集[C];2005年

4 楊鋼;劉正東;王立民;高永亮;王昌;;等徑角擠壓變形奧氏體不銹鋼的組織演變[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

5 黃科帥;李萍;周明智;韓國民;薛克敏;;等徑角擠壓法制備粉末塊體超細(xì)晶材料[A];2008年安徽省科協(xié)年會機(jī)械工程分年會論文集[C];2008年

6 田春雨;聶浩;于勇;王永新;;等徑角擠壓對鋁鋰合金組織和性能的影響[A];2006全國核材料學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2006年

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1 李永志;純鉬粉末材料等徑角擠壓成形致密及模擬優(yōu)化研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2012年

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1 唐志宏;等徑角擠壓過程變形行為的研究[D];中南大學(xué);2002年

2 牟世娟;等徑角擠壓時純鋁塑性形變的研究[D];吉林大學(xué);2007年

3 陳娜;工業(yè)純鋁棒等徑角擠壓數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究[D];廣西大學(xué);2013年

4 熊城;輕合金高溫等徑角擠壓細(xì)化工藝及其數(shù)值模擬[D];南昌航空大學(xué);2015年

5 陳海紅;等徑角擠壓法細(xì)化大尺寸鋁棒材晶粒尺寸的研究[D];廣西大學(xué);2008年

6 黃勇;內(nèi)高壓和等徑角擠壓兩用設(shè)備控制系統(tǒng)研究及設(shè)計(jì)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2009年

7 陳慧;等徑角擠壓細(xì)化大尺寸高純鋁板材組織的研究[D];上海交通大學(xué);2011年

8 陳家欣;等徑角擠壓法制備高強(qiáng)鋁合金的組織控制研究[D];昆明理工大學(xué);2011年

9 張旭;純鋁等徑角擠壓有限元模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D];東北大學(xué);2012年

10 黃啟祥;雙通道等徑角擠壓制備超細(xì)晶鋁合金及組織性能的研究[D];昆明理工大學(xué);2014年

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本文編號：1169604