商用7075鋁合金T6板材強(qiáng)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(shí)效—冷變形—人工時(shí)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(huì)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(duì)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(shí),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(duì)于自然時(shí)效參數(shù)的確定可根據(jù)不同的生產(chǎn)需求選擇,對(duì)于非表面零件等對(duì)表面質(zhì)量要求不高的零件,可選擇自然時(shí)效(t_NA≤3h)進(jìn)行加工成形;對(duì)于表面質(zhì)量要求高的零件,可選擇自然時(shí)效(t_NA≥48h)進(jìn)行加工成形。而后經(jīng)人工時(shí)效... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

管擴(kuò)散理論的兩種作用機(jī)制

第2章7075鋁板低溫形變熱處理工藝參數(shù)研究-11-時(shí)效時(shí)間tNA分別控制為0至168h不等。人工時(shí)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(dòng)<1℃。人工時(shí)效溫度TA設(shè)置為120℃，保溫時(shí)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(cè)試。經(jīng)過熱處理的7075鋁合金板材拉伸試驗(yàn)過程為：根據(jù)GB/T228.1-2010《金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)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(jī)在7075鋁合金T6板材上切取試樣。在微機(jī)控制電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行板材單向拉伸試驗(yàn)。單向拉伸試驗(yàn)忽略應(yīng)變速率改變的影響，固溶參數(shù)和人工時(shí)效參數(shù)尋優(yōu)試驗(yàn)選用工業(yè)生產(chǎn)中常用的應(yīng)變速率0.01s-1，對(duì)應(yīng)拉伸速度恒定為30mm/min；考慮到后續(xù)試驗(yàn)中自然時(shí)效對(duì)PLC效應(yīng)影響的研究，當(dāng)應(yīng)變速率為0.001s-1時(shí)，PLC效應(yīng)現(xiàn)象更明顯，故在自然時(shí)效相關(guān)研究中其應(yīng)變速率均選用0.001s-1，對(duì)應(yīng)拉伸速度恒定為3mm/min。試驗(yàn)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(yàn)，選3組數(shù)據(jù)取均值為試驗(yàn)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(cè)量系統(tǒng)c)噴漆試件斷后圖2-1板材單向拉伸試驗(yàn)試件及裝置(mm)7075鋁合金板材單向拉伸試驗(yàn)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(cè)。試驗(yàn)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(diǎn)，使黑點(diǎn)和白點(diǎn)盡量各占50%。然后調(diào)整相機(jī)位置和兩相機(jī)間夾角，使被測(cè)試件處于視野中間，通過校正板進(jìn)行相機(jī)之間各個(gè)參數(shù)的空間位置的確定。調(diào)整相機(jī)拍攝頻率為10Hz。最后，同時(shí)啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)和在線觀測(cè)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(cè)設(shè)備2.2熱處理工藝參數(shù)對(duì)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(shí)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(shí)間越長(zhǎng)，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(shí)間的延長(zhǎng)，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(duì)材料性能產(chǎn)生不利影響。因此，研究合適的固溶參數(shù)對(duì)7075鋁合金板材低溫形變熱處理工藝的至關(guān)重要。時(shí)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(shí)效析出相緩慢析出，人工時(shí)效析出相均勻穩(wěn)定析出，這將導(dǎo)致板材強(qiáng)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(shí)效的影響，尤其在固溶處理和塑性成形工步間的自然時(shí)效時(shí)間對(duì)板材成形性能可能造成影響，因此自然時(shí)效的時(shí)長(zhǎng)控制在低溫形變熱處理工藝過程中同樣非常重要。人工時(shí)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(qiáng)度和硬度降低，合理的人工時(shí)效可時(shí)板材的強(qiáng)度指標(biāo)恢復(fù)甚至超過原始板材性能指標(biāo)；同時(shí)，人工時(shí)效的溫度加載是否會(huì)對(duì)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(shí)效處理設(shè)計(jì)對(duì)實(shí)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(shí)效、塑性成形等工步對(duì)之后的人工時(shí)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(qiáng)度高、塑性差，經(jīng)過固溶處理后，板材強(qiáng)度降低，成形能力大幅提高，在自然時(shí)效影響下，板材強(qiáng)度有所回復(fù)，當(dāng)經(jīng)過適當(dāng)?shù)娜斯r(shí)

【參考文獻(xiàn)】：
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