本文關(guān)鍵詞：新型高強(qiáng)鋁合金鍛造工藝實(shí)驗(yàn)與模擬研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： Al-Zn-Mg-Cu高強(qiáng)鋁合金厚板是現(xiàn)代航空、航天及武器裝備等領(lǐng)域必不可少的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料。但是我國(guó)在大規(guī)格高強(qiáng)鋁合金厚板鍛件的加工理論及技術(shù)方面的基礎(chǔ)研究相對(duì)薄弱,高性能鋁合金厚板大部分依賴進(jìn)口,嚴(yán)重制約了我國(guó)航空、航天及國(guó)防技術(shù)的發(fā)展。因此,深入研究高性能鋁合金厚板鍛造技術(shù),對(duì)我國(guó)航空、航天及國(guó)防事業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。 本文針對(duì)一種新型Al-Zn-Mg-Cu超高強(qiáng)鋁合金,系統(tǒng)研究了該合金的熱變形特性及厚板的多向鍛造工藝,具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)果有: 1.采用Gleeble-1500D熱力模擬試驗(yàn)機(jī),研究了變形溫度250℃～450℃,變形速率0.001s-1～0.1s-1的條件下,Al-Zn-Mg-Cu合金的熱壓縮流變應(yīng)力行為;分析了變形溫度、變形速率對(duì)材料流變應(yīng)力的影響規(guī)律,并建立了該合金高溫變形時(shí)的流變應(yīng)力本構(gòu)方程;通過(guò)熱拉伸實(shí)驗(yàn),研究了變形溫度250℃～450℃,變形速率0.1s-1條件下合金的拉伸性能。獲得材料在250℃～450℃的拉伸強(qiáng)度、延伸率及斷面收縮率,在此基礎(chǔ)上建立了材料的熱加工塑性圖,并確定合金的鍛造溫度范圍為420℃～350℃。 2.采用熱力模擬試驗(yàn)和金相實(shí)驗(yàn)方法,分析了該合金熱壓縮變形的組織演變規(guī)律。結(jié)果表明,Al-Zn-Mg-Cu合金是一種動(dòng)態(tài)回復(fù)型金屬,動(dòng)態(tài)軟化機(jī)制以動(dòng)態(tài)回復(fù)為主。 3.采用Deform-3D模擬了多向鍛造工藝中的鐓粗、拔長(zhǎng)等工序,優(yōu)化了氋?gòu)奖取⒄鑼挶燃皦合铝康瓤刂茀?shù)。制定了三鐓兩拔(方案一)和四鐓三拔(方案二)兩種多向鍛造工藝方案,并對(duì)兩種方案縮比件的多工序多向鍛造過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬。模擬結(jié)果表明,方案二總鍛比為17.86,鍛件內(nèi)部等效應(yīng)變達(dá)到12.6,方案一總鍛比為13.34,鍛件內(nèi)部等效應(yīng)變達(dá)到9.23。兩套工藝方案縮比件的工藝實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果表明:兩種工藝方案鍛件的拉伸強(qiáng)度都超過(guò)了500MPa,延伸率、斷面收縮率等都達(dá)到使用要求。因此,采用三鐓兩拔的工藝方案,不僅可以生產(chǎn)合格的Al-Zn-Mg-Cu合金厚板鍛件,而且可以簡(jiǎn)化鍛造工序,降低生產(chǎn)成本。 4.生產(chǎn)尺寸鋁合金厚板鍛造過(guò)程模擬結(jié)果表明,采用三鐓兩拔的鍛造工藝進(jìn)行厚板鍛件的生產(chǎn),設(shè)計(jì)總鍛比在13～15時(shí),鍛件內(nèi)部大部分區(qū)域等效應(yīng)變達(dá)到9.96。實(shí)際尺寸鋁合金厚板在西南鋁成功試制,各項(xiàng)性能均達(dá)到使用要求。
【關(guān)鍵詞】：Al-Zn-Mg-Cu合金 流變應(yīng)力 微觀組織 多向鍛造 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TG319
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 鋁及鋁合金概述10-11
• 1.1.1 鋁的基本特性10
• 1.1.2 鋁合金的應(yīng)用及分類10-11
• 1.2 高強(qiáng)鋁合金的發(fā)展11-16
• 1.2.1 高強(qiáng)鋁合金的發(fā)展11-14
• 1.2.2 鋁合金鍛造原料及其鍛造方法14-16
• 1.3 材料成型性能及熱加工工藝研究方法16-19
• 1.3.1 材料熱加工性能的實(shí)驗(yàn)研究方法16-17
• 1.3.2 有限元數(shù)值模擬技術(shù)在塑性加工中的應(yīng)用17-19
• 1.4 課題的研究目的、意義及內(nèi)容19-22
• 1.4.1 課題的研究目的和意義19
• 1.4.2 課題研究的主要內(nèi)容19-22
• 第2章 材料和研究方法22-28
• 2.1 試驗(yàn)材料及設(shè)備22-23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方案23-25
• 2.2.1 熱壓縮23-24
• 2.2.2 熱拉伸24
• 2.2.3 數(shù)值模擬24-25
• 2.2.4 縮比件Φ120×300 工藝實(shí)驗(yàn)25
• 2.3 組織及性能檢測(cè)25-28
• 2.3.1 組織觀察25
• 2.3.2 性能檢測(cè)25-28
• 第3章 熱變形行為及組織演變28-40
• 3.1 變形行為分析28-31
• 3.1.1 Al-Zn-Mg-Cu 真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線28-29
• 3.1.2 變形條件對(duì)流變應(yīng)力的影響29-30
• 3.1.3 鍛造溫度范圍及塑性圖的建立30-31
• 3.2 本構(gòu)方程的建立31-33
• 3.3 組織演變33-38
• 3.3.1 鋁合金熱變形的軟化機(jī)制33-34
• 3.3.2 變形溫度對(duì)組織的影響34-35
• 3.3.3 變形速率對(duì)組織的影響35-36
• 3.3.4 變形量對(duì)變形組織的影響36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-40
• 第4章 多向鍛造工藝分析40-56
• 4.1 坯料高徑比的確定40-47
• 4.1.1 鐓粗變形的工藝特點(diǎn)40-41
• 4.1.2 平板鐓粗圓柱體的有限元分析41-47
• 4.2 砧寬比與壓下量對(duì)拔長(zhǎng)變形的影響47-54
• 4.2.1 建立有限元模型47-48
• 4.2.2 砧寬比的影響48-51
• 4.2.3 壓下量對(duì)應(yīng)力的影響51-52
• 4.2.4 砧寬比壓下率對(duì)展寬量的影響52-53
• 4.2.5 剛端長(zhǎng)度的影響53-54
• 4.3 本章小結(jié)54-56
• 第5章 多向鍛造工藝過(guò)程模擬與實(shí)驗(yàn)56-68
• 5.1 縮比件方案一多向鍛造過(guò)程模擬與分析56-57
• 5.1.1 縮比件鍛造方案一56
• 5.1.2 方案一模擬過(guò)程參數(shù)分析56-57
• 5.2 縮比件方案二多向鍛造過(guò)程模擬與分析57-59
• 5.2.1 縮比件鍛造方案二57-58
• 5.2.2 方案二模擬過(guò)程參數(shù)分析58-59
• 5.3 縮比件多向鍛造實(shí)驗(yàn)與性能檢測(cè)59-64
• 5.3.1 縮比件鍛造試驗(yàn)59-60
• 5.3.2 性能測(cè)試結(jié)果60-61
• 5.3.3 組織觀察61-64
• 5.4 生產(chǎn)尺寸厚板鍛件多向鍛造模擬64-65
• 5.5 本章小結(jié)65-68
• 第6章 結(jié)論與展望68-70
• 6.1 結(jié)論68
• 6.2 展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 致謝74-76
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄76-77

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 繆海平;王金亮;陳慧琴;;高強(qiáng)鋁合金厚板淬火殘余應(yīng)力數(shù)值分析[J];太原科技大學(xué)學(xué)報(bào);2012年06期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 白林振;新型Al-Zn-Mg-Cu高強(qiáng)鋁合金厚板多向鍛造晶粒細(xì)化的研究[D];太原科技大學(xué);2011年

2 陶樂(lè)曉;高強(qiáng)鋁合金高溫流變行為及鍛造工藝基礎(chǔ)研究[D];太原科技大學(xué);2012年

3 繆海平;高強(qiáng)鋁合金板淬火及殘余應(yīng)力研究[D];太原科技大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：新型高強(qiáng)鋁合金鍛造工藝實(shí)驗(yàn)與模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：373175