AZ31/7475方形双金属复合管气压胀形-冷缩结合工艺

利用气压胀形-冷缩结合工艺成形AZ31/7475方形复合管,在450℃下,通过改变加载路径发现,成形气压不得小于3 MPa,最佳成形气压为6 MPa。实验结果表明,当保压时间一定时,终了成形气压由5 MPa增大到6 MPa,使圆角半径由6.5 mm减小到6.0 mm;而在最佳成形气压(6 MPa)下,随着保压时间由30 s延长到300 s,使圆角半径由4.0 mm减小到3.5 mm。因此,在一定条件下,增大成形气压或延长保压时间,可有效地促进圆角填充,提高成形质量。由于成形过程中复合管受到模具的约束和摩擦力的作用,使得变形主要发生在圆角处,导致方形复合管横截面上存在壁厚不均匀的现象。利用SEM观察复合管界面的结合情况,发现界面结合紧密,无裂纹、起皱等缺陷存在;通过AsB和EDS研究了界面处金属间化合物与元素的分布,并发现界面处无金属间化合物生成,无扩散过渡层存在。对界面结合强度进行了理论计算和实际测量,发现计算值和测量值相对误差约13.22%,吻合程度较好。

AZ31/AA5083双金属筒形件气压胀形-冷缩结合工艺

通过气压胀形实验研究AZ31/AA5083双金属筒形件气压胀形-冷缩结合工艺的基本成形规律。结果表明:双金属筒形件的适宜成形温度为450℃左右,双金属筒形件因两种金属热膨胀系数不同而收缩不同,在筒间形成过盈配合,筒间残余接触应力取决于双金属收缩量的差异,计算出筒间残余接触应力为2.96 MPa,接触应力过大会导致底部失稳凸起;同时,给出筒底凸起失稳发生的判据。降低成形温度、增大筒底圆角半径和保压冷却等能够防止内层筒筒底失稳;内外层筒形件壁厚不均匀,底部圆角处减薄率达到80%,最易发生破裂;加载路径对壁厚分布几乎没有影响。

镁/铝双金属复合管气压胀形-冷缩结合工艺研究

提出了双金属复合管的气压胀形-冷缩结合成形新工艺。首先通过热拉伸试验确定了AZ31镁合金和7475铝合金2种挤压管在420、440和460℃的周向流动应力和延伸率,在此基础上,计算出了使铝管和镁管产生变形所需的初始气压和最大气压,并且在460℃实现了AZ31/7475双金属复合管的成形,所成形的AZ31/7475双金属复合管结合紧密,无冶金结合;研究了因铝管、镁管和模腔之间存在偏心而导致的复合管横截面壁厚不均匀分布规律;推导出了管间残余接触应力的计算公式,其包含卸载气压后因弹性恢复不同引起的残余接触应力和因2种合金冷缩量不同引起的残余接触应力。利用压缩实验实测了复合管的残余接触压力,理论计算值与实测值吻合较好,相差约19.2%。

Ti_(2)AlNb金属间化合物薄壁构件虚拟塑性加工系统

虚拟塑性加工通过在数字空间构建构件加工全过程的数字孪生体,可以实现构件形状尺寸、微观组织和力学性能的仿真,为塑性加工工艺的设计提供了一种高效的方法。针对多相金属间化合物成形与控性一体化的难题,基于有限元软件和自主开发的组织-性能预测工具箱建立了一套全流程虚拟加工系统,实现了塑性加工全流程的模拟和构件形状尺寸、组织和力学性能的预测。设计了具有特定形状尺寸、微观组织和性能要求的Ti_(2)AlNb合金矩形截面件胀-压复合热态气压成形及后续热处理工艺,一次成形实验生产出满足要求的构件。