成形温度对Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金旋转反挤压变形组织和性能的影响

为达到晶粒细化和提高力学性能的目的,采用旋转反挤压变形工艺对高强耐热Mg-13Gd-4Y-2Zn-0. 5Zr合金进行剧烈塑性变形。利用Gleeble-3500热模拟试验机研究了Mg-13Gd-4Y-2Zn-0. 5Zr合金杯形件成形过程中成形温度对材料组织和性能的影响规律。结果表明:在变形过程中,合金基面滑移困难,产生了不连续的动态再结晶,随温度的升高,再结晶晶粒长大,在长大的再结晶晶界与原始晶界处产生二次再结晶。变形区域内的晶粒为随机取向,随温度的变化发生旋转,在450℃下晶粒的基面平行于挤压方向,织构强度弱化。变形区域内各区域硬度值相差不大,在轴心附近的硬度值相对较低,且在450℃下硬度值最低。

GW83镁合金热处理工艺研究

为获得GW83镁合金最佳热处理工艺,通过微观组织观察、拉伸性能测试、断口扫描及XRD衍射分析,研究了不同热处理工艺参数对合金组织和力学性能的影响。结果表明,合金经T6(450℃×12 h+225℃×18 h)热处理后,组织分布均匀,析出大量亚稳定态β’-Mg3-5RE强化相,获得了最为优异的综合力学性能,GW83镁合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为351.61 MPa、266.38 MPa、11.44%。断口形貌存在大量韧窝及少数解理面,表现为韧性与脆性断裂并存的复合型断裂模式。

离合器齿毂型轧中减薄率对回弹的影响

针对离合器齿毂型轧中回弹现象明显和几何精度低的问题,以薄壁筒形件作为坯料,开展了离合器齿毂型轧工艺研究。分析了齿毂型轧工艺相关的运动规律、材料流动特性和受力特点。为研究减薄率对成形件回弹量的影响,对型轧后的离合器齿毂内外齿形尺寸进行测量,获得了回弹量沿齿毂高度方向的分布规律及减薄率对成形件回弹量的影响规律。结果表明:回弹量随着成形件高度的增加而增加,随减薄率的增加而减小;回弹是由壁厚减薄后残余应力引起的弯曲变形;随着减薄率的增大,成形件弯矩和回弹量减小。

离合器齿毂型轧成形研究

目的针对具有复杂特征的离合器齿毂类零件加工成本高、精度低等问题,开展型轧成形工艺研究。方法分析型轧成形工艺的相关运动规律、材料流动及回弹特点;采用筒形件作为坯料,设计并加工成工装模具,确定相关成形工艺参数。结果成形芯轴锥度确定为0.025,成形所得高精度离合器齿毂零件尺寸公差为±0.15 mm。结论利用型轧工艺可实现高精度离合器齿毂类零件的制造;成形件侧壁存在显著径向回弹现象,且回弹程度沿底部至口部逐渐增加;成形件回弹由减薄后的残余应力和产品周向回弹引起;成形件的回弹可通过优化芯轴锥度及调整材料减薄量进行补偿。所得成果可为此类零件型轧成形工艺及工装模具的开发提供一定依据。

Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金形变软化行为及本构方程建立

使用型号为Gleeble-3500的热压缩实验机进行热压缩实验,在实验中调控温度和应变速率,绘制流变应力曲线图并进行分析。对Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金在温度为360~480℃、应变速率为0.001~1 s^-1、并且热压缩试样的最大变形程度为60%条件下的形变软化现象进行了研究。经研究发现,Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金的形变软化行为主要受其在不同变形条件下的动态再结晶行为的影响。设定材料常数α、n、A和Q与应变构建影响关系,将应变考虑在内后,建立了Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金本构方程,其平均变形激活能为232.54 kJ·mol^-1。进行了误差检验,得到的峰值应力的实验值与计算值的平均相对误差的绝对值仅为5.5%,说明了建立的本构模型精度较高。

固溶和双级时效对反挤压2A12铝合金组织和性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析、X射线衍射(XRD)和常温万能拉伸试验机等观察检测手段,针对由反挤压工艺制备的2A12铝合金经过不同的固溶加双级时效(T6)处理,观察并分析在不同条件下处理前、后试样的微观组织和力学性能之间的联系。结果表明:在不同的固溶温度下,得到505℃×1 h的晶粒尺寸细小且弥散相沿晶界序列排布,残留共晶相溶解较充分,力学性能佳。继而分别研究双级时效温度和时间对合金组织和性能的影响,得到在100℃×2 h+200℃×5 h时合金的抗拉强度最高,达到450. 5 MPa,伸长率为14%,晶体中析出大量强化相θ(Al2Cu)和纳米级S相(Al2CuMg),并且弥散分布着难以随温度和时间溶解的T相(Al20Cu2Mn3)。

薄壁筒形件内外齿旋挤复合成形

针对薄壁筒形件内外齿加工效率低、成本高、精度低等问题,采用筒形件作为坯料,开展了旋挤复合成形工艺研究。分析了旋挤复合成形工艺相关运动规律、材料流动特性;通过理论计算及数值模拟确定相关成形工艺参数;然后加工相关工装,成形出高精度薄壁内外齿筒形件,并对相关工艺参数及数值模拟模型进行了验证。研究结果表明,旋挤复合成形工艺可实现高精度薄壁内外齿零件的高效制造;且相关工艺参数合理可靠;建立的数值模拟模型可对成形中材料流动及回弹特性准确预测;所得成果为此类零件旋挤成形工艺的开发提供了相关依据。