變形條件對(duì)2124鋁合金超厚板流變行為與顯微組織的影響

根據(jù)在gleeble-1500熱模擬試驗(yàn)機(jī)上得到的數(shù)據(jù),在marc軟件中建立了2124鋁合金的數(shù)據(jù)庫;采用二維彈塑性大變形有限元法,對(duì)該鋁合金超厚板熱軋過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了熱軋過程中軋件溫度場的分布和變化規(guī)律。結(jié)果表明:在整個(gè)軋制過程中,軋件內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的溫度變化緩慢,而表面節(jié)點(diǎn)的溫度變化較為劇烈;模擬計(jì)算的出口處板坯表面溫度(431℃)與實(shí)測的表面溫度(436℃)吻合較好。

通過有限元模擬和實(shí)驗(yàn),對(duì)不同摩擦擠壓過程中鋁合金變形流動(dòng)行為的機(jī)理進(jìn)行分析,并利用羅德系數(shù)和應(yīng)力偏量不變量(j2)等特征量進(jìn)行變形分區(qū)。結(jié)果表明:采用積極摩擦可使擠壓時(shí)的"死區(qū)"缺陷完全消失,且塑性區(qū)內(nèi)材料的應(yīng)變類型由3種變?yōu)榫坏睦祛愖兓?顯著地提高了擠壓過程中坯料橫斷面上金屬流速的均勻性,更利于金屬的擠出成形。

通過室溫拉伸性能測試和dsc、tem分析,對(duì)2124鋁合金40mm厚板的熱處理制度進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明,合金主要強(qiáng)化相為s′和θ′過渡相;合金的適宜固溶溫度為495~500℃,固溶時(shí)間為80~100min;適當(dāng)提高固溶溫度或延長固溶時(shí)間,合金中過剩相的溶解程度增大,提高了合金的固溶程度,從而提高合金的強(qiáng)度;合金適宜的時(shí)效溫度為185℃,時(shí)效時(shí)間為12h。

利用gleeble-1500熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī),對(duì)2524鋁合金進(jìn)行高溫等溫壓縮試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)變形溫度為300～500℃,應(yīng)變速率為0.01～10s-1的條件下,研究了2524鋁合金的流變變形行為。結(jié)果表明:合金流變應(yīng)力的大小跟變形溫度和應(yīng)變速率有很大關(guān)聯(lián),2524鋁合金真應(yīng)力-應(yīng)變曲線中,流變應(yīng)力開始隨應(yīng)變?cè)黾佣龃?達(dá)到峰值后趨于平穩(wěn),表現(xiàn)出動(dòng)態(tài)回復(fù)特征,而峰值流變應(yīng)力隨變形溫度的降低和應(yīng)變速率的升高而增大;在流變速率ε為10s-1,變形溫度300℃以上時(shí),應(yīng)力出現(xiàn)鋸齒波動(dòng),合金表現(xiàn)出動(dòng)態(tài)再結(jié)晶特征。采用溫度補(bǔ)償應(yīng)變速率zener-hollomon參數(shù)值來描述2524鋁合金在高溫塑性變形流變行為時(shí),其變形激活能q為216.647kj/mol。在等溫?zé)釅嚎s形變中,合金可加工條件為:高應(yīng)變速率(>0.5s-1)或低應(yīng)變速率(0.01s-1～0.02s-1)、高應(yīng)變溫度(440℃～500℃)。

通過室溫拉伸性能測試和dsc,om,tem分析,研究了不同固溶處理和時(shí)效處理對(duì)2124鋁合金40mm厚板組織與性能的影響。結(jié)果表明:合金適宜的固溶溫度為495～500℃,固溶時(shí)間為80～100min;適當(dāng)提高固溶溫度或延長固溶時(shí)間,合金中過剩相的溶解程度增大,合金的固溶程度增大,因而合金強(qiáng)度提高,但過高的固溶溫度或固溶時(shí)間使合金的伸長率降低;當(dāng)淬火水溫度在16～35℃范圍內(nèi)時(shí),合金性能變化不大,但稍高水溫淬火有利于提高合金的伸長率;隨淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間的延長,合金的強(qiáng)度有所上升,但伸長率下降,為了提高合金的塑韌性,淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間應(yīng)盡可能短;合金適宜的時(shí)效溫度為185℃,時(shí)效時(shí)間為12h,合金主要強(qiáng)化作用來源于s′和θ′過渡相的析出強(qiáng)化。

建立7085鋁合金流變應(yīng)力本構(gòu)方程,并基于marc軟件對(duì)7085鋁合金多道次熱軋過程進(jìn)行有限元建模與仿真,分析熱連軋過程中軋件的溫度場及應(yīng)力應(yīng)變場的分布及變化規(guī)律。對(duì)比整個(gè)軋制過程中的軋制力仿真結(jié)果與基于經(jīng)典熱軋變形抗力解析計(jì)算模型預(yù)測結(jié)果,從而驗(yàn)證了7085鋁合金超厚板熱連軋過程宏觀場仿真模型的可靠性,為生產(chǎn)實(shí)踐過程監(jiān)控與工藝參數(shù)優(yōu)化提供理論依據(jù)。

利用gleeble--1500熱模擬試驗(yàn)機(jī)對(duì)6005a和6082鋁合金進(jìn)行高溫等溫壓縮試驗(yàn),研究了在變形溫度為450～550℃和應(yīng)變速率為0.005～10s-1條件下兩種鋁合金的熱變形流變行為.6005a鋁合金在低應(yīng)變速率條件下,不同變形溫度時(shí)的流變曲線均呈現(xiàn)波浪形特征,隨著應(yīng)變速率的增加,硬化和軟化接近平衡,表現(xiàn)為穩(wěn)態(tài)流變特征;在高應(yīng)變速率條件下,硬化過程占據(jù)主導(dǎo)地位,回復(fù)和硬化過程的競爭使流變曲線呈現(xiàn)波浪形上升的趨勢.6082鋁合金在低應(yīng)變速率情況下,不同變形溫度時(shí)的流變曲線未出現(xiàn)周期性波動(dòng);在中等應(yīng)變速率條件下也表現(xiàn)為穩(wěn)態(tài)流變特征;在高應(yīng)變速率條件下出現(xiàn)波浪形特征.兩種鋁合金均為正應(yīng)變速率敏感材料,其熱變形是受熱激活控制.最后給出了鋁合金熱變形條件下流變應(yīng)力、應(yīng)變速率和變形溫度三者之間的關(guān)系式.

在試生產(chǎn)鋁合金厚板的過程中,遇到的一個(gè)最大問題就是如何獲得高機(jī)械性能的軋材。受力狀態(tài)系統(tǒng)和“累集的”變形程度l對(duì)

文章根據(jù)熱壓縮試驗(yàn)數(shù)據(jù),應(yīng)用一元線性回歸和多元線性回歸方法,研究了6061鋁合金材料的流動(dòng)應(yīng)力與溫度、應(yīng)變速率和應(yīng)變之間的關(guān)系,并根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定了6061鋁合金材料的本構(gòu)方程。研究表明,6061鋁合金熱壓縮塑性變形時(shí)的流變應(yīng)力和應(yīng)變速率之間的關(guān)系滿足雙曲正弦函數(shù)關(guān)系式;其熱壓縮塑性變形時(shí)流變應(yīng)力的雙曲正弦對(duì)數(shù)項(xiàng)與絕對(duì)溫度倒數(shù)之間滿足線性關(guān)系,其高溫壓縮變形受熱激活能的控制。

根據(jù)熱模擬試驗(yàn)所獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在marc軟件中建立試驗(yàn)鋁合金的材料數(shù)據(jù)庫。采用二維彈塑性大變形有限元法,對(duì)鋁合金超厚板熱軋過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了熱軋過程中軋件溫度場的分布和變化規(guī)律。模擬結(jié)果表明,在整個(gè)軋制過程中,軋件內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的溫度變化緩慢,而表面節(jié)點(diǎn)的溫度變化較為劇烈。計(jì)算的板坯表面溫度與實(shí)測的表面溫度吻合較好,表明該模型可以用來模擬中厚板軋制過程中的溫度變化。

3104鋁合金流變應(yīng)力行為_黃光杰

為了對(duì)冷鐓鋼的生產(chǎn)過程進(jìn)行數(shù)值模擬分析,優(yōu)化其生產(chǎn)工藝,在mmt-200熱模擬機(jī)上進(jìn)行熱壓縮變形實(shí)驗(yàn),研究了微合金中碳鋼熱變形流變應(yīng)力行為,試驗(yàn)溫度為800～950℃,應(yīng)變速率為0.01～20s-1.結(jié)果表明:真應(yīng)力隨變形溫度的升高而減小,隨應(yīng)變速率的增大而增大,表現(xiàn)出正的應(yīng)變速率敏感性;材料熱變形過程中伴隨著鐵素體動(dòng)態(tài)再結(jié)晶并超量析出.獲得了采用zener-hollomon參數(shù)來描述的微合金中碳鋼的本構(gòu)方程,其變形激活能為306.79kj/mol.

根據(jù)熱壓縮模擬試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù),用一元線性回歸和多元線性回歸的方法,研究了鉛鎂鋁合金的流變應(yīng)力與溫度、應(yīng)變速率和應(yīng)變之間的關(guān)系,并根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定了鉛鎂鋁合金的本構(gòu)方程。結(jié)果表明:鉛鎂鋁合金在高溫?zé)嶙冃螘r(shí)的流變應(yīng)力與應(yīng)變速率及變形溫度之間滿足雙曲正弦函數(shù)關(guān)系;其熱壓縮變形時(shí)流變應(yīng)力本構(gòu)方程可以高精度地預(yù)測高溫變形時(shí)的穩(wěn)態(tài)流變應(yīng)力,其高溫?zé)嶙冃问軣峒せ钅艿目刂啤?/p>

采用sem,tem,動(dòng)電位極化和浸泡實(shí)驗(yàn)研究了機(jī)械冷加工變形對(duì)汽車散熱器高mn(0.22%,質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)和低mn(0.08%)鋁合金管在0.6mol/lnacl(ph=6)和swaat(astmg85,ph=3)溶液中的腐蝕行為的影響.電化學(xué)極化測試表明,無形變時(shí)高mn鋁合金直管的點(diǎn)蝕電位最高;但冷加工能降低高mn鋁合金彎曲表面的點(diǎn)蝕電位,而對(duì)低mn鋁合金的點(diǎn)蝕電位沒有明顯影響.tem觀察發(fā)現(xiàn),冷加工后高mn鋁合金中有大量納米尺度的富mn析出相,在低mn鋁合金中卻沒有觀察到這種析出相,陰極極化測試表明,富mn相能顯著促進(jìn)陰極反應(yīng),富mn相相對(duì)al基體為陰極相,因而是點(diǎn)蝕萌生的部位.添加mn盡管有利于提高鋁合金的耐蝕性,但機(jī)械冷加工會(huì)弱化這一效應(yīng).

采用掃描電鏡、x光電子能譜、失重法和電化學(xué)交流阻抗技術(shù)研究了鋁合金7a04在0.6mol/lnacl溶液和0.6mol/lnacl+0.02mol/lnahso3溶液中干濕周浸后的腐蝕行為和規(guī)律,并測試了3種材料力學(xué)性能的變化.研究結(jié)果表明,隨試驗(yàn)時(shí)間的延長,鋁合金腐蝕產(chǎn)物不斷增多,腐蝕失重符合指數(shù)規(guī)律c=atn,抗拉強(qiáng)度和延伸率呈下降趨勢;表面腐蝕產(chǎn)物形貌呈塊狀,在0.6mol/lnacl溶液中腐蝕產(chǎn)物主要為氫氧化鋁和氯化鋁,而在0.6mol/lnacl+0.02mol/lnahso3溶液中腐蝕產(chǎn)物主要為氫氧化鋁、氯化鋁和硫酸鋁.電化學(xué)交流阻抗譜顯示鋁合金7a04在0.6mol/lnaci+0.02mol/0lnahso3溶液中的腐蝕速率遠(yuǎn)大于在0.6mol/lnacl溶液的腐蝕速率,并探討了其腐蝕機(jī)理.

采用近液相線半連續(xù)鑄造技術(shù),制備了120mm×1600mm的6061鋁合金半固態(tài)坯料,考察了鑄造溫度、鑄造速度和冷卻強(qiáng)度對(duì)鑄錠組織的影響。結(jié)果表明,合金熔體在常規(guī)鑄造溫度(720℃)下獲得的鑄錠組織是粗大的枝晶,且組織極不均勻;在近液相線溫度(657℃)下保溫后鑄造的鑄錠組織均勻、細(xì)小、近球形。一次冷卻強(qiáng)度的降低、二次冷卻強(qiáng)度的增大均有利于均勻、細(xì)小的近球形組織的形成;鑄造速度達(dá)到150mm/min時(shí)可以獲得細(xì)小、均勻、近球形的6061半固態(tài)坯料組織。

采用一種簡便有效的熱裂紋試驗(yàn)方法,在普通剛性焊接夾具上研究了拘束力和拘束距離對(duì)2a12t4鋁合金焊接熱裂傾向的影響.結(jié)果表明,保持拘束距離不變,隨著拘束力的增加,焊接熱裂紋率逐漸減小,當(dāng)拘束力到達(dá)一定值后,熱裂紋率趨于穩(wěn)定;保持拘束力不變,隨著拘束距離增加,焊接熱裂紋率呈增加趨勢.夾具對(duì)工件的拘束條件主要是通過影響焊件的回轉(zhuǎn)變形程度和焊縫區(qū)金屬的冷卻收縮速度來影響焊接熱裂傾向.

在bcs-30d通用板材成形性試驗(yàn)機(jī)上,對(duì)鋁合金薄板的杯突值進(jìn)行了不同潤滑條件的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明,聚四氟乙烯薄膜作為潤滑劑時(shí)對(duì)鋁合金杯突試驗(yàn)的成形效果最好,其次為動(dòng)物油,機(jī)油最差。

采用不同熔體處理工藝獲得3種不同冶金質(zhì)量的3003鋁合金,通過gleeble-1500熱模擬試驗(yàn)機(jī)對(duì)3003鋁合金進(jìn)行變形溫度為300℃~500℃,應(yīng)變速率為0.01s-1~10s-1高溫等溫壓縮實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,3003鋁合金具有正的應(yīng)變速率敏感性,熱變形激活能q與含雜量h呈線性關(guān)系,經(jīng)高效綜合處理的3003鋁合金熱變形激活能最低為174.62kj.mol-1,有利于材料熱塑性變形。采用加工硬化率計(jì)算不同熔體處理的3003鋁合金的臨界應(yīng)變值,獲得了經(jīng)不同熔體處理的3003鋁合金發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的臨界條件。

在鋁合金輪轂的壓鑄充型過程中,壓力條件是影響壓鑄質(zhì)量的主要因素,可以通過數(shù)值模擬與試壓鑄來建立壓力條件。將有限元數(shù)值模擬手段與生產(chǎn)試驗(yàn)相結(jié)合,給出了壓力條件建立的非線性增加過程;具體分析了熔液進(jìn)入澆口初時(shí)、進(jìn)入芯部與輪輻部、進(jìn)入輪輞部時(shí),在壓力條件高低變化下,對(duì)流場狀態(tài)與缺陷形成的影響;指出了充型階段的一些現(xiàn)象與缺陷,如中心部氣隙的出現(xiàn)與前移,芯部產(chǎn)生飛濺而形成氣隙彌散,輪輞處產(chǎn)生縮松等。相應(yīng)的壓鑄缺陷得到了驗(yàn)證,從而獲得了輪轂型腔充型階段壓力條件的影響規(guī)律。

采用毛細(xì)管流變儀研究了無鹵阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(pc/abs)的流變行為,得到了熔體表觀黏度及切應(yīng)力與剪切速率的關(guān)系。結(jié)果表明,無鹵阻燃pc/abs合金熔體為假塑性流體,表觀黏度隨剪切速率的增加而降低;在230℃時(shí),合金的非牛頓指數(shù)隨著阻燃劑含量的增加而增加;在剪切速率為20~3000s-1時(shí),合金黏度對(duì)溫度不敏感,即實(shí)現(xiàn)黏度降低,采用升溫法效果不佳。

蛇形熱軋中軋制參數(shù)對(duì)7075鋁合金厚板變形分布的影響