輕質(zhì)高強(qiáng)韌構(gòu)件是航空航天、國(guó)防軍工領(lǐng)域減輕裝備重量,提升戰(zhàn)技指標(biāo)的迫切需求。其中,艙段構(gòu)件作為箭體結(jié)構(gòu)的重要組成部分和主要承力構(gòu)件,實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)化、整體化、精確化制造是新一代航天裝備發(fā)展對(duì)其提出的重要要求。本文以商業(yè)AZ80鎂合金為材料,采用環(huán)形通道轉(zhuǎn)角擠壓（ACAE）新型工藝制備了艙段構(gòu)件,研究了形變和熱處理對(duì)構(gòu)件組織演變規(guī)律及力學(xué)性能的影響。重點(diǎn)分析均勻化處理、固溶處理（T4）、時(shí)效處理（T5）、固溶+時(shí)效處理（T6）下β-Mg₁₇Al₁₂相溶解析出行為,揭示β相微觀特性與力學(xué)性能關(guān)系,為高性能鎂合金艙段構(gòu)件制造提供了理論支撐。研究結(jié)果表明:（1）鑄態(tài)合金主要由α-Mg基體、β-Mg₁₇Al₁₂共晶相和難溶Al-Mn相組成,為不均勻偏析結(jié)構(gòu)。均勻化處理中,溫度是影響樹狀共晶相溶入基體的主要因素;均勻化溫度越高,共晶相溶入基體越充分,但合金易發(fā)生過(guò)燒。鑄態(tài)合金經(jīng)415℃+16h均勻化處理后,枝晶偏析現(xiàn)象得到消除,塑性明顯提升,延伸率由0.98%提高到10.7%。（2）變形溫度對(duì)擠壓組織及力學(xué)性能有重要... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

傳統(tǒng)反擠壓原理圖

中北大學(xué)學(xué)位論文31.2.2空心坯料反擠壓成形工藝鑒于傳統(tǒng)反擠壓難以整體成形大規(guī)格筒形構(gòu)件，且所成形構(gòu)件力學(xué)性能不能滿足高端裝備的使用需求，中北大學(xué)張治民教授[14]提出了空心坯料反擠壓省力成形工藝，并成功應(yīng)用于重型裝甲車輛的鋁合金輪輞，為裝備輕量化提供了重要途徑。該工藝示意圖如1-2所示，帶芯軸凸模下行擠壓空心坯料，金屬一部分徑向流動(dòng)形成輪輻部位，一部分軸向流入凸、凹模間隙形成輪輞壁部。通過(guò)該工藝可以大幅度降低擠壓成形力，減少變形死區(qū)，提高了構(gòu)件整體力學(xué)性能。圖1-2空心坯料反擠壓示意圖[14]Fig1-2Schematicdiagramofhollowblankbackwardextrusion[14]1.2.3旋轉(zhuǎn)擠壓成形工藝內(nèi)腔帶筋殼體具有薄壁、輕質(zhì)的特點(diǎn)，屬于典型的復(fù)雜回轉(zhuǎn)體構(gòu)件，在航空航天、武器裝備中具有廣泛的應(yīng)用。該構(gòu)件傳統(tǒng)的制造成形方法有鑄造、旋壓、車削等。然而，鑄造構(gòu)件有氣孔、夾雜等缺陷，力學(xué)性能較低；旋壓工藝能有效減薄構(gòu)件，保留內(nèi)環(huán)筋形狀，但是內(nèi)環(huán)筋成形位置及成筋高度難以保證[15]；車削加工成形內(nèi)環(huán)筋，造成材料極大浪費(fèi)，且切斷原有的金屬成形流線，降低了構(gòu)件承載能力[16]。針對(duì)上述情況，中北大學(xué)張治民教授[17]提出旋轉(zhuǎn)擠壓成形工藝，原理如圖1-3所示，漸開式凸模軸向運(yùn)動(dòng)到成筋位置后，通過(guò)斜楔進(jìn)行徑向加載，配合凹模的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成內(nèi)環(huán)筋。旋轉(zhuǎn)擠壓工藝通過(guò)累計(jì)劇塑性變形極大地細(xì)化成形區(qū)晶粒，是制備高性能內(nèi)環(huán)筋殼體的重要途徑。

中北大學(xué)學(xué)位論文4圖1-3旋轉(zhuǎn)擠壓示意圖[17]Fig1-3Schematicdiagramofrotationalextrusionprocess[17]1.2.4旋壓成形工藝旋壓工藝是大型復(fù)雜薄壁殼體的重要塑性成形工藝，具有成形力低、柔性好，快速經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于高強(qiáng)度難變形材料。旋壓成形過(guò)程如圖1-4所示，芯模頂部安裝金屬坯料并旋轉(zhuǎn)，旋輪通過(guò)軸向運(yùn)動(dòng)、徑向運(yùn)動(dòng)使坯料產(chǎn)生局部塑性變形，最終成形回轉(zhuǎn)體構(gòu)件[18]。然而，旋壓成形過(guò)程中影響因素眾多，構(gòu)件精度和尺寸難以保證，容易出現(xiàn)破裂、起皺、金屬堆積等缺陷。高性能薄壁殼體的整體旋壓成形工藝尚未成熟，仍需開展模具優(yōu)化控制、成形缺陷控制等相關(guān)研究[19]。圖1-4旋壓加工示意圖[18]Fig1-4Schematicdiagramofspinningprocess[18]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]初始組織對(duì)AZ31鎂合金靜態(tài)再結(jié)晶行為影響研究[D]. 曾真.重慶大學(xué) 2012
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[3]AZ80鎂合金固溶與時(shí)效熱處理中β-Mg17Al12相的轉(zhuǎn)化行為研究[D]. 王志虎.西安理工大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3305651