拉压组合法消减铝合金环形件淬火残余应力研究

针对环形件淬火残余应力突出的问题,提出一种消减淬火残余应力的新方法即拉压组合法。该方法通过沿环形件内侧45°方向施加压力,同时产生拉伸和压缩的效果。利用ABAQUS有限元软件对7085铝合金环形件淬火残余应力及拉压组合法进行数值仿真。进行拉压组合法消减铝合金环形件淬火残余应力工艺实验,采用环形件切口法来表征环形件应力的变化。研究结果表明:环形件淬火残余应力主要表现为集中在截面芯部区域的周向拉应力,最大值为46 MPa;当高度方向变形量为0.6%时,芯部残余应力降至10 MPa左右;随着压下量增加,芯部残余应力由拉应力变为压应力;施加0.6%变形量的环件切口由淬火时内缩2.26 mm变为张开0.34 mm,实验结果与仿真结果一致。

冷轧变形量对2A14铝合金高筒件时效析出行为及力学性能的影响

为探明冷轧工艺对2A14铝合金高筒件组织及性能的影响规律,本工作开展了铝合金变形样件冷轧变形工艺实验。通过拉伸测试、OM、SEM、DSC、TEM等研究了冷轧变形量对2A14铝合金高筒件时效析出行为及力学性能的影响。结果表明:冷轧变形后合金位错密度增大,有利于θ′相的形核、析出及长大,θ′相的析出使得铜原子浓度降低,抑制了Q′相的析出。当冷轧变形量为4%时,基体中同时析出了大量细小、弥散的θ′相和Q′相,材料综合性能最优,抗拉强度、屈服强度、延伸率分别为490.3MPa、428MPa、13.76%。

变形温度对2A14铝合金组织与力学性能的影响

针对大型2A14铝合金高筒件制造存在的粗大晶粒与第二相聚集等问题,本研究提出一种高筒件中温轧制新工艺。借助金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)与拉伸测试等手段研究了热轧与中温轧制对2A14铝合金组织与力学性能的影响。结果表明:相较于480℃热轧,2A14铝合金在200℃下进行中温轧制并结合热处理可显著提升其综合力学性能,其抗拉强度、屈服强度、延伸率分别达到464 MPa、386 MPa、9.3%。中温轧制以高密度位错形式累积大量存储能,提高了固溶过程的再结晶形核率,使晶粒显著细化;同时,中温轧制协同热处理使合金中粗大第二相化合物充分破碎与溶解,改善了其在基体中的不均匀分布,并促进了2A14铝合金主要强化相S′相的析出。