商用7075鋁合金T6板材強度高、塑性差、回彈顯著,難以在室溫條件下成形復(fù)雜型面零件。鋁合金低溫形變熱處理工藝通過“固溶淬火—自然時效—冷變形—人工時效”流程,使其在室溫條件下成形復(fù)雜板殼構(gòu)件成為可能。但是在塑性成形過程中會出現(xiàn)鋸齒形屈服行為（Serrated Yielding,即PLC效應(yīng)）,影響板件表面質(zhì)量和成形穩(wěn)定性。本文以7075鋁合金T6板材為研究對象,綜合考慮低溫形變熱處理工藝板材成形性能以及PLC效應(yīng)的影響,依據(jù)具體工況需求獲取了兩種工藝參數(shù)。研究表明,7075鋁合金板材固溶處理參數(shù)為T_S=480℃且t_S=0.5h時,板材A_gt不小于21.5%,較原材提高90%;σ_s低于180MPa,較原材降低60%,板材具有最佳的成形性能。對于自然時效參數(shù)的確定可根據(jù)不同的生產(chǎn)需求選擇,對于非表面零件等對表面質(zhì)量要求不高的零件,可選擇自然時效(t_NA≤3h)進(jìn)行加工成形;對于表面質(zhì)量要求高的零件,可選擇自然時效(t_NA≥48h)進(jìn)行加工成形。而后經(jīng)人工時效... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

管擴散理論的兩種作用機制

第2章7075鋁板低溫形變熱處理工藝參數(shù)研究-11-時效時間tNA分別控制為0至168h不等。人工時效處理設(shè)備采用DH-101型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，爐溫波動<1℃。人工時效溫度TA設(shè)置為120℃，保溫時間tAA分別為0h、3h、6h、9h、12h、15h和18h，當(dāng)爐溫升至設(shè)定溫度放入試樣，保溫完成后取出空冷至室溫。(2)板材力學(xué)性能測試。經(jīng)過熱處理的7075鋁合金板材拉伸試驗過程為：根據(jù)GB/T228.1-2010《金屬材料拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法》要求制備如圖2-1a)所示板材單向拉伸試樣，用電火花切割機在7075鋁合金T6板材上切取試樣。在微機控制電子萬能材料試驗機上進(jìn)行板材單向拉伸試驗。單向拉伸試驗忽略應(yīng)變速率改變的影響，固溶參數(shù)和人工時效參數(shù)尋優(yōu)試驗選用工業(yè)生產(chǎn)中常用的應(yīng)變速率0.01s-1，對應(yīng)拉伸速度恒定為30mm/min；考慮到后續(xù)試驗中自然時效對PLC效應(yīng)影響的研究，當(dāng)應(yīng)變速率為0.001s-1時，PLC效應(yīng)現(xiàn)象更明顯，故在自然時效相關(guān)研究中其應(yīng)變速率均選用0.001s-1，對應(yīng)拉伸速度恒定為3mm/min。試驗獲取不同熱處理狀態(tài)下的板材應(yīng)力-應(yīng)變曲線和材料力學(xué)性能參數(shù)。每種方案進(jìn)行5組試驗，選3組數(shù)據(jù)取均值為試驗結(jié)果(常溫拉伸)。a)單向拉伸試件b)三維數(shù)字圖像相關(guān)(3D-DIC)在線測量系統(tǒng)c)噴漆試件斷后圖2-1板材單向拉伸試驗試件及裝置(mm)7075鋁合金板材單向拉伸試驗采用如圖2-1b)所示三維數(shù)字圖像相關(guān)(3D-DIC)進(jìn)行在線觀測。試驗之前，首先用白、黑啞光漆先后噴涂試件表面，在試件表面制作黑白相間的不均勻的斑點，使黑點和白點盡量各占50%。然后調(diào)整相機位置和兩相機間夾角，使被測試件處于視野中間，通過校正板進(jìn)行相機之間各個參數(shù)的空間位置的確定。調(diào)整相機拍攝頻率為10Hz。最后，同時啟動試驗機和在線觀測裝置，

第2章7075鋁板低溫形變熱處理工藝參數(shù)研究-13-a)金相顯微鏡b)掃描電子顯微鏡c)透射電子顯微鏡圖2-2顯微觀測設(shè)備2.2熱處理工藝參數(shù)對板材性能的影響固溶處理參數(shù)主要包括固溶溫度和保溫時間。一般情況下，在不發(fā)生過燒的前提下，固溶處理的溫度越高、時間越長，粗大相溶入到基體中越充分。但是，隨著固溶處理溫度的提高以及固溶時間的延長，再結(jié)晶程度也將增大，這將導(dǎo)致合金的力學(xué)性能以及抗腐蝕性能等產(chǎn)生不同程度的降低，對材料性能產(chǎn)生不利影響。因此，研究合適的固溶參數(shù)對7075鋁合金板材低溫形變熱處理工藝的至關(guān)重要。時效處理階段析出相從固溶水淬后的過飽和固溶體中析出，自然時效析出相緩慢析出，人工時效析出相均勻穩(wěn)定析出，這將導(dǎo)致板材強度逐漸增大，延展性逐漸降低。由于在工序銜接過程中不可避免的受到自然時效的影響，尤其在固溶處理和塑性成形工步間的自然時效時間對板材成形性能可能造成影響，因此自然時效的時長控制在低溫形變熱處理工藝過程中同樣非常重要。人工時效工步直接影響板材成形后的材料力學(xué)性能，尤其是板材固溶后強度和硬度降低，合理的人工時效可時板材的強度指標(biāo)恢復(fù)甚至超過原始板材性能指標(biāo)；同時，人工時效的溫度加載是否會對成形板件帶來變形，導(dǎo)致板件幾何尺寸精度降低；另外，合理的人工時效處理設(shè)計對實際生產(chǎn)的節(jié)拍、效率和成本均有較大的影響，因此需要結(jié)合工藝布局中固溶水淬、自然時效、塑性成形等工步對之后的人工時效工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以滿足上述技術(shù)要求。7075鋁合金低溫形變熱處理工藝各熱處理環(huán)節(jié)材料性能變化如圖2-3所示。原始7075鋁合金T6板材強度高、塑性差，經(jīng)過固溶處理后，板材強度降低，成形能力大幅提高，在自然時效影響下，板材強度有所回復(fù)，當(dāng)經(jīng)過適當(dāng)?shù)娜斯r

【參考文獻(xiàn)】：
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