C919鋁合金顯微組織與拉伸斷口分析

通過室溫拉伸試驗、拉伸斷口形貌觀察、能譜成分分析、顯微組織觀察及化學成分檢測,對ld10鋁合金鍛件橫向塑性偏低及不均勻的原因進行分析。結(jié)果表明,熱處理工藝改變后鍛件的橫向塑性性能并沒有得到明顯改善。密集分布的大塊狀脆性相是鍛件橫向塑性偏低的主要原因。脆性相的尺寸大小和分布主要受鍛造變形程度和變形均勻性的影響。應改進工藝使鍛件均勻變形,以提高鍛件的橫向塑性性能。

簡介6.5mm～120mm厚鋁合金預拉伸板水浸自動探傷設備工作方式,探傷方法,檢測效果,檢測效率及鋁合金預拉伸板水浸自動探傷的優(yōu)越性。通過對浸入水槽的鋁合金預拉伸板進行多通道檢測,檢測結(jié)果由c掃型式顯示,可同時觀察九個通道a掃探傷結(jié)果?？蓪θ毕菥_定量、定位,探傷結(jié)果準確可靠。

采用比例試樣與50mm定標距的非比例試樣對6005a-t6鋁合金型材進行室溫拉伸試驗,并對兩種類型試樣測得的斷后伸長率進行了研究。試驗結(jié)果表明:采用比例試樣測得的斷后伸長率結(jié)果比較接近,能夠反映材料的真實性能,且此時的斷后伸長率具有可比性;采用非比例試樣測得的斷后伸長率結(jié)果相差較大,且對于同一試樣,l0越大,a越小。

采用非線性有限元軟件msc.marc,結(jié)合淬火和預拉伸實驗,建立厚板淬火-預拉伸應力預測模型時,運x射線衍射技術(shù)的層削測試方法驗證了此模型。結(jié)果表明:應力場預測模型計算結(jié)果與實驗測算吻合較好,其中淬火應力平均偏差小于10%;有效的實驗測試可以對有限元預測模型的建立進行改進和檢驗;理想假設的存在使得預測結(jié)果與實際有所偏離,但應力預測趨勢仍可有效揭示厚板的應力演變規(guī)律。

對ly12m鋁合金板進行同步冷卻熱拉伸試驗,隨后進行固溶時效處理,利用光學顯微鏡和拉伸試驗機對其顯微組織和力學性能進行了研究。結(jié)果表明:對ly12m鋁合金板進行同步冷卻熱拉伸并固溶時效后,合金中強化相彌散均勻、尺寸細小,其抗拉強度和屈服強度均提高了150%～200%,固溶保溫時間長的強化效果較好;同步冷卻熱成型工藝同樣適用于鋁合金。

研究了不同熱處理工藝下7a55鋁合金淬火預拉伸(w51)板材的力學性能、腐蝕性能、電導率變化以及相應的微觀組織特點。用正交實驗分析雙級時效工藝,結(jié)果表明7a55鋁合金雙級時效的四因素中第二級時效溫度和時間是影響最終性能的主要因素。淬火預拉伸7a55合金板材最佳雙級時效熱處理工藝分別為:t7651:121℃×5h+170℃×6h,t7451:121℃×5h+160℃×14h。電鏡觀察結(jié)果表明,t7451、t7651時效時晶內(nèi)析出半共格的η′相和η相,并有不同程度粗化,晶界為斷續(xù)分布的粗大η平衡相。這種微觀結(jié)構(gòu)能有效的提高7a55合金板材的電導率和腐蝕性能,同時使合金具有較高強度。

研究了a357鑄造鋁合金經(jīng)t5/t6熱處理后在室溫條件下的拉伸性能。實驗結(jié)果表明:在室溫條件下,a357-t5鑄造鋁合金的力學性能略好于a357-t6鑄造鋁合金。a357鑄造鋁合金的力學性能明顯優(yōu)于a356鑄造鋁合金。拉伸斷口分布鑄造缺陷、韌窩及二次裂紋。

文章編號:10071385(2010)01000503 a357鑄造鋁合金拉伸性能研究 解傳浩陳振中 (沈陽航空工業(yè)學院航空宇航工程學院,遼寧沈陽110136) 摘要:研究了a357鑄造鋁合金經(jīng)t5/t6熱處理后在室溫條件下的拉伸性能。實驗結(jié)果表明: 在室溫條件下,a357-t5鑄造鋁合金的力學性能略好于a357-t6鑄造鋁合金。a357鑄造鋁合 金的力學性能明顯優(yōu)于a356鑄造鋁合金。拉伸斷口分布鑄造缺陷、韌窩及二次裂紋。 關(guān)鍵詞:a357鑄造鋁合金;拉伸;力學性能;斷口 中圖分類號:v257文獻標識碼:a 鋁硅系鑄造鋁合金鑄造流動性好、氣密性好、 收縮率小和熱裂傾向小等特點,經(jīng)過變質(zhì)和熱處 理后,具有良好的力學性能、物理性能、耐腐蝕性 能和較好的機械加工性能,在汽車和航空工業(yè)

針對鋁合金厚板內(nèi)部殘余應力檢測難、預測難、控制更難的問題,通過三因素三水平正交試驗,運用裂紋柔度法檢測了7075鋁合金預拉伸板的內(nèi)部殘余應力,總結(jié)了其分布規(guī)律,根據(jù)厚板內(nèi)部的應力分布特點,構(gòu)造了應力分布線型函數(shù);運用非線性回歸技術(shù),建立了關(guān)鍵點應力值與淬火板表面應力的關(guān)系,構(gòu)建了預拉伸板殘余應力場評估模型.結(jié)合測試得到的淬火板表面應力和回歸得到的關(guān)鍵點應力值,重構(gòu)預拉伸板殘余應力場.對某廠生產(chǎn)的預拉伸板進行的殘余應力評估表明,該模型具有較強的工程實用性.

采用直接熱力耦合的方法,引入7075鋁合金高溫下的流變應力特征曲線,對不同厚度的7075鋁合金板材在實際淬火工藝下的淬火過程進行數(shù)值模擬,揭示鋁合金板材淬火殘余應力分布規(guī)律;考慮鋁合金板材拉伸過程中的實際夾持方式,對不同厚度7075鋁合金板材實際拉伸過程進行數(shù)值模擬,分析對比拉伸后殘余應力分布規(guī)律,并對拉伸工藝進行優(yōu)化,確定最佳拉伸率和鋸切量,揭示厚度變化對淬火殘余應力、拉伸后殘余應力以及鋸切量的影響規(guī)律。利用鉆孔法對實際拉伸的7075鋁合金板材進行拉伸后殘余應力的試驗測試,數(shù)值模擬結(jié)果與試驗測試結(jié)果相吻合。研究結(jié)果表明,隨著厚度的增加,淬火殘余應力、最佳拉伸率以及鋸切量都相應增大,鋸切量中過渡區(qū)長度為板材厚度的60%～70%。

為了探求鋁合金預拉伸厚板變形特點對應力場的影響,結(jié)合實驗和有限元仿真,揭示了預拉伸工藝下厚板非均勻區(qū)應力演變規(guī)律.在不同尺寸厚板和不同工藝下,運用實驗預拉伸機仿真模型,分析夾持區(qū)和過渡區(qū)應力場演變機理和規(guī)律.分析結(jié)果表明,非均勻區(qū)多樣化的應力分布特點,不僅影響了厚板夾持穩(wěn)定性,也對材料拉伸后的鋸切率造成影響.拉伸時,夾持長度應不小于2倍試件厚度以保證拉伸穩(wěn)定性.同時,過渡區(qū)范圍與板厚度有關(guān),其范圍約為板厚的60%～70%,參考鋸切長度為板厚3倍為宜.

通過研究單級、雙級和三級時效對新型高強鋁合金強韌性的影響,探索使該合金具有最佳強韌性配合的熱處理工藝。此外,對該合金在不同熱處理條件下的kic試樣的斷裂特征進行了觀察。

采用低倍檢測、掃描電鏡能譜儀和金相顯微鏡對低合金中厚板拉伸性能不合格的斷口進行觀察、檢測和分析,指出造成拉伸性能不合格的原因是鋼中的帶狀組織和較多非金屬夾雜物所致。

為消除鋁合金預拉伸板中的殘余應力,采用彈塑性有限元法對振動時效消除殘余應力進行數(shù)值模擬。研究振動時效工藝參數(shù)對殘余應力消除的影響,結(jié)果表明只有鋁合金預拉伸板產(chǎn)生一定的塑性變形振動時效才能有效消除殘余應力;對于共振時效,激振產(chǎn)生的較大振幅能更有效消除殘余應力;激振時間對激振效果影響不大。

q235b熱軋h型鋼拉伸試驗后出現(xiàn)分層斷口。用掃描電鏡進行了顯微觀察,發(fā)現(xiàn)分層現(xiàn)象與試樣中超長的帶狀組織密切相關(guān)。用能譜儀對斷口分層處和超長鐵素體帶上的夾雜物進行了成分分析,證實都是硫化物。試樣拉伸時在鐵素體帶上密集分布的硫化物處產(chǎn)生大量微裂紋,同時超長鐵素體帶的變形又受到阻礙,導致該處在試樣拉斷之前裂紋已經(jīng)貫通,最終在斷口上形成分層。因此,拉伸試驗斷口出現(xiàn)分層的原因是試樣中存在密集分布的硫化物和超長的帶狀組織。

通過對swrh82b盤條的拉伸斷口進行分析,認為網(wǎng)狀滲碳體和大顆粒脆性夾雜物等缺陷是引起斷口異常的主要原因。

分別對船用鋼板沒有分離、輕微分離、嚴重分離的拉伸斷口試樣進行了全面分析。研究表明,船板分離現(xiàn)象的產(chǎn)生有其內(nèi)在原因,也有外來因素的影響。

采用鉆孔法對經(jīng)不同拉伸量的60mm厚6061鋁合金預拉伸板進行殘余應力的測量,分析其現(xiàn)存殘余應力大小與拉伸量的匹配關(guān)系。結(jié)果表明:對于60mm厚的6061預拉伸板經(jīng)拉伸率1.9%左右的預拉伸后,其殘余應力較低。

為提高安全性并降低成本，c919鋁合金輪轂和高強鋁合金旅客觀察窗的設計采用了世界最先進的近終成型精密模鍛件。中鋁西南鋁承擔了c919中強高韌鋁合金輪轂和高強鋁合金旅客觀察框精密模鍛件研制工作。研究團隊克服裝備上的欠缺，科學組織，集中攻克了精密模鍛過程中的一系列技術(shù)難題。

將退火后的3003鋁合金板材按照與軋制方向平行(即0°)、成45°和90°三個方向取樣制成拉伸試樣,利用電子顯微鏡觀察這些試樣的拉伸斷口,分析它們的斷裂機制,為改善3003鋁合金板材的深沖性能和減小制耳提供理論依據(jù)。

為了優(yōu)化鋁合金預拉伸板拉伸過程中的工藝參數(shù),對7075鋁合金板淬火過程進行直接熱力耦合數(shù)值模擬,在獲得淬火殘余應力分布規(guī)律的基礎上開展考慮夾鉗制約作用時鋁合金拉伸過程數(shù)值模擬,研究了不同拉伸率時其殘余應力消除效果,得出在夾鉗制約作用下鋁合金板材拉伸后變形3個區(qū)域——夾持區(qū)、過渡區(qū)和均勻區(qū).采用盲孔法對夾持作用下鋁合金板拉伸進行的實驗測量驗證表明,數(shù)值模擬和實驗測量結(jié)果吻合.研究表明:對于厚12mm的7075鋁合金試件最適宜的拉伸率為1%,過渡變形區(qū)沿長度方向的長度約為8mm,為板材厚度尺寸的67%,鋸切量為過渡變形區(qū)和夾持區(qū)之和.

采用拉伸試樣在gleeble-1500材料熱模擬試驗機上對5a30鋁合金進行高溫拉伸實驗,研究了該合金在變形溫度為300～500℃,應變速率在0.01～10s-1的高溫流變變形行為。結(jié)果表明:變形溫度和應變速率對該合金流變應力的大小有顯著影響。流變應力隨變形溫度的升高而降低,隨著應變速率的增加而升高。5a30鋁合金的高溫流變行為可用zener-hollomon參數(shù)描述,從流變應力、應變速率和變形溫度的相關(guān)性,得出了該鋁合金板材高溫變形的材料常數(shù)和本構(gòu)方程。計算出5a30鋁合金板的變形激活能為q=201.1kj.mol-1,材料常數(shù)為a=7.44×1013s-1,n=4.3135,α=0.02mm2.n-1;計算得到了5a30鋁合金arrhenius方程;利用雙曲正弦模型,得到高溫拉伸峰值應力和z參數(shù)的解析式。