本文關鍵詞：噴射成形超高強鋁合金包套鍛造工藝研究

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【摘要】：本文對噴射成形超高強鋁合金的包套鍛造工藝進行了研究。采用有限元模擬方法分析了包套材質及包套厚度對鍛造應力場、應變場、損傷因子的影響規(guī)律,制定了包套鍛造實驗方案,并對經熱等靜壓致密化后的噴射成形超高強鋁合金坯料進行了自由鐓粗、包套鐓粗、直接模鍛以及包套鐓粗+模鍛系列鍛造實驗。通過OM、SEM、TEM、XRD等測試方法分析了不同變形工藝下鍛件組織特征,并且對鍛件進行了力學性能測試。采用有限元模擬方法分析了預鍛合金的高溫變形行為,確定最佳鍛造溫度范圍為430±10℃,鍛造速率低于3mm/s。通過對鍛造過程數(shù)值模擬與相關實驗結果的分析可以得出:2024、6061以及7075鋁合金包套均可以對內部合金坯料起到一定的限制作用,與無包套自由鐓粗相比,包套鐓粗可以顯著減小內部坯料所受的拉應力,減輕產生裂紋傾向;三種包套材質中,7075鋁合金由于與預鍛合金的熱物性最為接近,且高溫塑性優(yōu)于2024、6061合金,因此在鐓粗過程中與鍛造合金的協(xié)調變形能力更好,同時可以承載更多的拉應力作用;對同種包套材質不同厚度的鐓粗工藝分析表明,在一定范圍內,隨著包套厚度增加,包套與鍛造合金的協(xié)調變形性逐漸增加,當達到一定的厚度后,由于包套的限制作用增強,使得鍛造合金的變形均勻性變差。通過綜合比較,最終優(yōu)選出厚度為12mm的7075包套鐓粗工藝作為模鍛的預制坯方案。鍛件采用465℃×1h+485℃×1.5h雙級固溶、120℃時效18h的T6熱處理制度。淬火后未加包套鍛件沿縱向產生嚴重裂紋而包套鍛件完好。組織及物相分析表明不同鍛造工藝下合金的主要強化相類型并未發(fā)生變化,均為η(Mg Zn2)相關相以及含Sc、Zr元素彌散相。經拉伸測試,T6態(tài)包套+模鍛鍛件的徑向與切向性能分別為:σb:727MPa、735MPa;σ0.2:690MPa、693MPa,力學性能優(yōu)異。研究結果說明包套鍛造工藝可以有效控制噴射成形超高強鋁合金在拉應力作用下變形時的開裂失效行為,并可進一步提高鍛件的力學性能。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG319

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本文編號：1250190