2219铝合金蠕变时效成形过程中的断裂行为

研究了蠕变时效成形过程中2219铝合金的蠕变断裂行为,建立了2219铝合金蠕变时效成形过程中的成形极限图。结果表明：在蠕变时效成形过程中断裂临界应力呈＂S＂形分布,随着蠕变温度的升高,蠕变断裂行为对应力水平的敏感性增加。低温高应力和高温低应力条件下蠕变时效成形过程中断裂行为极易发生,成形工艺条件应避免这些＂濒危区＂。通过采用金相显微镜、扫描电镜观察了2219铝合金蠕变断裂后的微观组织变化,发现合金变形方式主要为位错在晶内的滑移,断裂行为主要受微孔的聚集影响;蠕变温度越高,在晶界处形成的微孔越多,越容易萌生裂纹,而裂纹在强烈滑移处会迅速扩展,从而降低蠕变断裂所需的应力;随着蠕变温度的升高,合金的断裂特征由准解理-韧窝混合型断裂向韧窝断裂转变。

2A12硬铝合金板热拉深成形极限图研究

通过自主设计的热拉深成形专用模具,进行了在350~450 ℃范围内的2A12硬铝合金极限应变实验,并获得了其在该温度范围内的成形极限图,进而分析了在热拉深成形过程中温度对2A12硬铝合金成形极限的影响规律.基于MSC.MARC软件,分别应用最大载荷判断法、应变路径法以及二者相结合的3种失稳准则,对板材热拉深成形极限进行数值模拟分析.通过将数值模拟结果和实验结果进行对比,发现基于二者相结合的方法与实验结果吻合较好.并且基于不同的温度建立了2A12硬铝合金的热拉深成形极限的预测模型,为2A12硬铝合金在不同温度下进行构件实验奠定了理论基础.

2A12硬铝合金热拉伸流变行为及本构建模

在变形温度350~500℃、应变速率0.01~1 s^(-1)条件下,利用Gleeble-3500热模拟实验机对2A12硬铝合金板进行热拉伸实验。结果表明:峰值应力随温度升高而减小,随应变速率提高而增大;随着应变速率减小,断裂总伸长率升高,而均匀伸长率降低;应变速率较低时,其断裂总伸长率在350~450℃时较高,升高到500℃时迅速降低,均匀伸长率则对温度变化不敏感;应变速率较高时,试样断裂总伸长率对温度变化不敏感,均匀伸长率随温度升高而降低。根据实验结果,采用Z参数建立的流变应力本构模型,能较好地描述2A12铝合金板材热拉伸变形下的流变行为。