40Cr轮毂锻挤成形的数值模拟研究

设计了40Cr钢轮毂零件的生产工艺,通过镦粗和反挤压两道工序完成轮毂的锻坯加工。对设计的工艺进行了数值模拟,获得了反挤压成形过程中变形体的温度场、应力场和应变场,研究了挤压速度对变形体应力、应变场的影响。结果表明,反挤压过程的变形体应力、应变非常不均匀;筒壁从外向内形成了递增的温度梯度,而与上模底部接触部分温度较低。

新型电冲击复合锻挤工艺对薄壁高筋构件成形质量的影响规律研究

目的为保证运载装备高功效轻量化的同时,提升其支撑防护结构的成形性能,提出一种铝合金薄壁高筋构件电冲击复合锻挤成形工艺方法,并探究模具下压量、电流密度对铝合金薄壁高筋构件成形质量的影响。方法通过DEFORM-3D仿真软件模拟分析2024-T4铝合金薄壁高筋构件电冲击复合锻挤下材料流动和填充规律,并对仿真分析结果进行电冲击复合锻挤成形试验验证。结果仿真模拟表明:随着模具下行,材料流动和填充难度增加,成形质量下降,不同电流密度对薄壁高筋构件成形影响程度不同。通过不同的电流密度进行试验,得到薄壁高筋构件最佳成形工艺。试验结果表明:当坯料预热至300℃,脉冲电流值为600 A时,成形后构件未见明显的开裂和填充不满等缺陷,成形的筋高提升35.14%,成形质量最好。结论与无电冲击的薄壁高筋构件相比,电冲击复合锻挤成形时构件整体成形性能提升,这是由于构件受脉冲电流焦耳热效应和非热效应的影响,金属流动性增强,成形载荷降低,更容易填充模具型腔。

AZ61镁合金挤锻复合成形组织与力学性能

采用铸坯挤压制备具有最终试样二维几何特征的AZ61镁合金预成形坯材,经过一次纵向模压制备了近终成形的拉伸试样,对试样进行了组织和拉伸性能检测。实验结果表明：在挤锻复合成形工艺过程中,材料组织经过变形与再结晶,晶粒尺寸从铸态的121μm细化为挤压态的8-15μm,锻压后进一步细化到2-5μm。经历了挤锻复合成形后,材料的室温抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度分别达到315.2MPa2、27.4MPa和20.5%,比铸态分别提高了42.4%、76%和71%;拉伸失效断口也从铸态的准解理断裂过渡为模压后以韧性断裂为主的特征。

挤锻复合成形工艺对AZ81镁合金组织和性能的影响

阐述了一种挤锻复合成形工艺。对AZ81镁合金半连续铸坯固溶处理后挤压,并在400℃下以60%的锻压比锻压,研究了其组织和性能变化。结果表明,挤压态AZ81镁合金具有较细的晶粒组织,第二相Mg17Al12被破碎,以弥散状沿晶界分布,个别呈流线形。其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别较铸态提高了69.9%、63.2%和164.6%;锻压后,晶粒更加细化均匀,脆性相Mg17Al12被再次粉碎,部分融入晶粒内部;其各项力学性能得到较大提高,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到229MPa、337MPa和15.5%,较挤压态又分别提高了9.6%、8.7%和22.3%;晶粒细化和第二相Mg17Al12分布对AZ81镁合金的性能有着重要影响;从拉伸断口金相SEM上可以看出,铸态AZ81镁合金经挤压和锻压后,断裂单元变小,断口上的韧性部分增多。

AZ61镁合金挤锻复合成形技术研究

采用镁合金挤锻复合成形的试验方法,研究了AZ61镁合金微观组织演化与塑性变形机制之间的规律。结果表明,挤压和等温模锻后镁合金均发生了动态再结晶,生成了细小均匀的等轴晶粒,经T5热处理后其屈服强度、抗拉强度、伸长率分别可达249MPa、305MPa、15.4%。在此基础上进一步对镁合金的塑性变形机制进行了探讨。

AEZ611镁合金挤锻复合成形组织与性能的演变

研究了含1wt%Ce的混合稀土的AEZ611镁合金在挤锻复合成形过程中组织与性能的变化。结果表明:加入1wt%Ce混合稀土后,铸态AZ61组织中β相明显减少,Ce与Al结合生成高熔点、高稳定性的Al4Ce稀土相,呈针状或规则块状分布于晶界或晶粒内部;挤压预变形使针状或块状相破碎,铸态组织细化,大量黑色点状相呈条带状分布于晶粒的内部;在模锻成形过程中,试样长度方向不变,合金呈单向流动,消除了挤压态中纤维组织,破碎的Al4Ce稀土相阻碍晶粒或亚晶粒长大,弥散分布于基体内,合金强度进一步提高;但在不同温度下的拉伸试验表明:合金随温度提高力学性能下降,尤其高于130℃时,力学性能下降较快;断口形貌由解理断裂转变为韧性断裂。

挤锻复合成形Mg-4Al-2Sn镁合金的组织及性能研究

采用不同的挤压温度和锻压温度对新型含锡镁合金Mg-4Al-2Sn试样进行了挤锻复合成形试验,并进行了显微组织和力学性能的测试、对比和分析。结果表明:随挤压温度和锻压温度的升高,试样的晶粒先细化后粗化,抗拉强度、屈服强度先增大后减小,组织改善。在350℃挤压然后380℃锻压的试样抗拉强度、屈服强度最大,分别为325、230 MPa。

锻压温度对挤锻复合成形AZ80-CeTi镁合金性能的影响

采用不同的锻压温度进行了汽车用AZ80-CeTi镁合金试样的挤锻复合成形,并进行了拉伸性能及冲击性能的测试与分析。结果表明:随锻压温度的升高,挤锻复合成形试样的抗拉强度、屈服强度、冲击吸收功均先逐渐增大后缓慢减小,断后伸长率先减小后增大。和320℃锻压的结果相比,380℃锻压温度下的抗拉强度、屈服强度、冲击吸收功分别增大了32 MPa、35 MPa、3.2 J,断后伸长率仅减小1.4%。挤锻复合成形AZ80-CeTi镁合金试样的锻压温度优选380℃。

铸挤锻复合成形对ZK60镁合金组织与性能的影响

利用OM、SEM、EDS以及XRD等手段对铸挤锻复合成形的ZK60镁合金进行组织以及性能的检测与分析。结果表明,在挤锻复合成形工艺过程中,材料组织经过变形与再结晶,平均晶粒尺寸从铸态的30.7μm细化为挤压态的2～10μm,锻压后得到明显细化并分布均匀的等轴晶,晶粒大小约为2μm。挤锻复合成形后,合金的室温UTS和YTS分别达到353 MPa、298 MPa,比铸态分别提高了55.5%和61.96%,而伸长率降低了3.1%;T5热处理最佳工艺为160℃×22 h;拉伸时效断口从铸态的准解理断裂过渡为以韧性断裂为主。

织构与晶粒对挤锻复合成形AZ61镁合金力学性能的影响

采用AZ61镁合金挤压态预成形坯材,通过不同变形程度的模锻成形试验制备AZ61镁合金拉伸试样,运用金相观察、电子背散射衍射(EBSD)取向成像技术,分析了AZ61镁合金在挤锻复合成形过程中晶粒尺寸与织构对其室温力学性能的影响。结果表明,挤压态预成形试样存在强烈的基面织构,晶粒处于硬取向,基面滑移难以启动,AZ61镁合金具有较高的屈服强度。在基面织构强度相似的情况下,晶粒细化可提高试样的屈服强度和伸长率,但不能通过变形的无限增加改善合金的组织与性能。

挤锻复合成形AZ80镁合金的组织与冲击性能研究

采用不同的工艺参数对AZ80镁合金进行了挤锻复合成形,研究了挤压温度、锻压温度对合金显微组织和冲击性能的影响。试验结果表明：随挤压温度、锻压温度增加,AZ80镁合金的平均晶粒尺寸均先减小后增大,冲击韧度均先增大后减小。当挤压温度和锻压温度均为390℃时,AZ80镁合金的平均晶粒尺寸最小,晶粒得到显著细化,冲击韧度最大,韧性最佳,冲击性能最好。挤压温度和锻压温度的升高能够激活和协调镁合金的棱柱滑移系,减小变形的阻力,进而提升镁合金内部组织的塑性变形。挤锻复合成形有利于AZ80镁合金的塑性变形,晶粒的细化和均匀化分布使得裂纹难以产生,而且第二相的分布状态也使得裂纹难以蔓延,因此经挤压后的镁合金韧性较佳。当挤压温度或锻压温度继续上升至420℃后,镁合金内部的强化相晶粒反而增大,冲击韧度变小,冲击性能下降。

挤锻复合成形汽车高强镁合金的组织与性能

为了研究挤锻复合成形汽车高强镁合金的显微组织和力学性能,采用挤锻复合成形方法制备了Mg-6Al-4Sn汽车用高强镁合金试样,并采用金相和扫描电镜方法进行了试样的显微组织分析,以及室温条件下试样的力学性能测试和拉伸断口扫描电镜分析。结果表明:挤锻复合成形可以获得组织细小、力学性能优良的Mg-6Al-4Sn汽车用高强镁合金,合金内部晶粒细小、组织分布均匀性较好、平均晶粒尺寸约为6.2μm,基体上分布有类似球形的大颗粒状Mg_(17)Al_(12)相和呈弥散分布的细小颗粒状Mg2 Sn相。挤锻复合成形Mg-6Al-4Sn汽车用高强镁合金的抗拉强度为312 MPa、屈服强度为268 MPa、断后伸长率为15.6%,拉伸断口呈现韧窝状花样,同时伴随着均匀分布的撕裂棱,表现为较为明显的韧性断裂特点。