7075鋁合金厚板淬火殘余應(yīng)力的研究
發(fā)布時間:2017-04-20 00:11
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【摘要】: 7075是一種鋁—鋅—鎂—銅系可熱處理強化的高強度變形鋁合金,它通過淬火時效后析出大量彌散強化相,使合金得到強化,被廣泛應(yīng)用于航空、航天等重要領(lǐng)域。但7075鋁合金淬火過程中將產(chǎn)生很大的殘余應(yīng)力,使之在后續(xù)的機械加工過程中,由于這些殘余應(yīng)力的釋放,一方面導(dǎo)致零件形狀與尺寸的不穩(wěn)定性,出現(xiàn)翹曲;另一方面大大降低材料的韌性等使用性能。因此,研究淬火殘余應(yīng)力的分布與影響規(guī)律是極為重要的。本文采用鉆孔法研究了7075高強度鋁合金厚板在高溫下直接水淬后在試樣內(nèi)部產(chǎn)生的淬火殘余應(yīng)力的分布狀況,探明了7075高強度鋁合金厚板淬火后的預(yù)拉伸+時效工藝以及單純的時效工藝對消除淬火殘余應(yīng)力的作用規(guī)律。實驗表明:7075高強度鋁合金厚板淬火后,,隨著預(yù)拉伸量的增加,試樣軋向和橫向表層的殘余應(yīng)力都逐漸從壓應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓚?yīng)力,且當(dāng)預(yù)變形量為2%左右時,殘余應(yīng)力基本上趨近于零;隨著時效溫度的升高和時效時間的延長,試樣表層殘余應(yīng)力釋放越多,且隨著時效溫度的升高,殘余應(yīng)力的釋放率也越來越大;適當(dāng)提高淬火介質(zhì)溫度,試樣軋向和橫向的殘余應(yīng)力均明顯減小。此外,研究中還采用有限元方法,對不同淬火介質(zhì)溫度下和預(yù)拉伸2.5%的條件下試樣中淬火殘余應(yīng)力的分布情形進行了數(shù)值計算,其結(jié)果與實驗結(jié)果基本相近。同時也驗證了預(yù)拉伸量、淬火介質(zhì)溫度的提高有著顯著降低淬火殘余應(yīng)力的作用與效果。 研究表明:合理的預(yù)拉伸量和時效工藝,以及適當(dāng)提高淬火介質(zhì)溫度均能顯著地降低7075鋁合金厚板淬火殘余熱應(yīng)力,這是降低7075鋁合金厚板淬火殘余應(yīng)力的有效措施。其中尤以采用適當(dāng)?shù)念A(yù)拉伸量最見成效。
【關(guān)鍵詞】:7075鋁合金 厚板 淬火 殘余應(yīng)力 預(yù)拉伸 時效 有限元法
【學(xué)位授予單位】:中南大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2002
【分類號】:TG156.3
【目錄】:
- 中文摘要4-5
- 英文摘要5-6
- 第一章 文獻綜述6-18
- 前言6
- 1.1 殘余應(yīng)力的概念及分類6-7
- 1.2 殘余應(yīng)力的產(chǎn)生原因7-8
- 1.3 殘余應(yīng)力的影響8-9
- 1.4 殘余應(yīng)力的檢測方法9-15
- 1.5 殘余應(yīng)力的消除或調(diào)整15-16
- 1.6 本研究的課題來源、研究內(nèi)容、研究方法和技術(shù)路線16-18
- 第二章 實驗方案與實驗過程18-23
- 2.1 7075鋁合金厚板淬火殘余應(yīng)力的測量18-21
- 2.2 7075鋁合金板高溫力學(xué)性能測定21-22
- 2.3 硬度值測定22-23
- 第三章 實驗結(jié)果分析與討論23-33
- 3.1 預(yù)拉伸+時效工藝對殘余應(yīng)力的影響23-25
- 3.2 時效工藝對殘余應(yīng)力的影響25-27
- 3.3 淬火介質(zhì)溫度對殘余應(yīng)力的影響27-28
- 3.4 試樣的軋制方向?qū)堄鄳?yīng)力的影響28-30
- 3.5 測定殘余應(yīng)力的誤差分析30-33
- 第四章 7075鋁合金板淬火過程的有限元數(shù)值模擬33-50
- 4.1 有限元法簡介33
- 4.2 有限元軟件DEFORM33-34
- 4.3 有限元求解過程中的若干技術(shù)問題34-35
- 4.4 彈塑性有限元數(shù)值模擬的基本模型35-36
- 4.5 7075鋁合金板高溫力學(xué)性能36-40
- 4.6 有限元模擬結(jié)果與分析40-49
- 4.7 小結(jié)49-50
- 第五章 結(jié)論50-51
- 參考文獻51-55
- 致謝55
【引證文獻】
中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條
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本文編號:317472
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