形变热处理工艺对2A16铝合金挤压棒显微组织及性能的影响

研究了2A16铝合金挤压棒材形变热处理工艺条件(形变量和时效制度)变化对其组织和性能的影响。结果表明,固溶处理后随着形变量的增加,合金硬度随之增加,当形变量达到50%左右时其硬度最高,随后随形变量增加其硬度略有下降;通过金相观察发现,形变热处理后合金晶粒细化且可观察到明显的析出相。综合考虑,2A16铝合金形变热处理的最佳工艺制度为固溶处理(530℃2h)+冷变形(20%)+时效(170℃12h)。

不同热处理制度对2A16铝合金显微组织和性能的影响

本文研究了2A16铝合金固溶处理后单级时效热处理工艺,分析了不同单级时效热处理工艺对2A16铝合金显微组织和硬度的影响。结果表明,在经过525℃×10min固溶后,150℃±5℃×6h单级时效时能获得较好的综合性能,为2A16铝合金时效热处理工艺参数的确定及优化提供参考依据。

2A16铝合金中应变率力学性能研究

为研究2A16铝合金的中应变率力学性能及热处理状态对其应变率敏感性的影响,利用电子万能试验机和高速液压伺服试验机对其(O状态和T4状态)进行常温下准静态和中应变率力学性能试验,得到不同应变率下的应力应变曲线,并基于修正的Johnson-Cook本构模型对其进行拟合。结果表明:在应变率10^(-4)~10~2s^(-1)内,热处理状态对2A16铝合金的应变率敏感性有较大影响,其中2A16-O状态铝合金的应变率敏感性较强,而2A16-T4状态铝合金的应变率敏感性较弱,但两种材料均具有较强的应变硬化效应;此外,修正Johnson-Cook本构模型的拟合结果与试验结果吻合很好,能够很好表征材料的动态力学行为。

拉伸比对2A16铝合金板材双向拉伸性能的影响

为获取2A16铝合金板料在复杂加载条件下的材料性能,设计了一种臂上开缝、中心带槽的十字形试样并开展双向拉伸试验,研究了2A16铝合金板材在双向加载时的材料力学性能。建立有限元分析模型,基于ABAQUS软件对十字形试样的双向拉伸过程进行数值模拟。同时,利用板材双向拉伸试验机在X、Y两轴拉伸比分别为3∶3、3∶2、3∶1、1∶3和2∶3共5组条件下开展双向拉伸试验,并采用光学数字化散斑技术测量应变值。结果表明,数值模拟与试验有较好的一致性,改变两轴拉伸比对试样破裂位置及应变值具有显著影响,最终得到2A16铝合金板材在5组双向拉伸比下的真实应力-应变曲线,其在双向等拉时屈服应力值最高,且不同拉伸比下最大真实应变值差别较明显。

2A16铝合金簸箕形薄壁件成形工艺

确定了一种2A16铝合金簸箕形薄壁件的成形工艺方案,并采用DYNAFORM软件进行有限元模拟,研究成形过程中的裂纹和起皱等影响产品质量的问题。通过模拟分析得到了铝合金簸箕形薄壁件在不同凸凹模间隙和压边力下的凸凹模间隙-最大减薄率和增厚率曲线、压边力-最大减薄率曲线、压边力-最大增厚率曲线,对比了不同毛坯尺寸时的工件成形质量,确定了最佳工艺参数为:毛坯尺寸为237.42 mm×319.24 mm、凸凹模间隙为1.75 mm、压边力为50 kN。将成对拉深与单件拉深进行对比,发现材料利用率提升了48.498%,产品加工效率提高了1倍。最终通过拉深成形实验,验证了成对拉深成形方案和各工艺参数的合理性,为簸箕形薄壁件的成形提供了技术参考。

宽应变率范围下2A16-T4铝合金动态力学性能

为了研究2A16-T4铝合金的动态力学性能,利用电子万能试验机、高速液压伺服试验机及霍普金森压杆(SHPB)装置进行常温下准静态、中应变率和高应变率的动态力学性能实验,得到不同应变率下的应力应变曲线,基于修正的Johnson-Cook本构模型对它进行拟合,并分析材料中应变率力学特性对模型应变率敏感参量的影响。结果表明:2A16-T4铝合金在应变率10-4~102 s-1范围内应变率敏感性较弱,而在102~103 s-1范围内应变率敏感性较强,且应变率强化效应随塑性应变的增大而减小;同时,在10-4~103 s-1范围内具有较强的应变硬化效应,且应变硬化效应随应变率的增大而减小;此外,修正Johnson-Cook本构模型的拟合结果与实验结果吻合很好,能够很好表征材料的动态力学行为,且考虑材料中应变率力学特性可提高本构模型参量的准确性。

固溶处理对2Al6铝合金显微组织和性能的影响

研究了2Al6铝合金的固溶热处理工艺,分析了不同固溶热处理工艺对2A16铝合金显微组织和硬度的影响;结果表明,在经过525℃×10min固溶后,2A16铝合金能获得较好的固溶处理效果,为2A16铝合金后续热处理工艺参数的确定及优化提供了参考依据。

硬铝合金焊接性能的研究

为了有效地使用热处理强化变形铝合金制造各种结构材料和零部件,研究其焊接性能指标.以Al-Cu-Mn系铝合金(2A16)为对象,采用交流钨极氩弧焊焊接工艺及同质和异质焊丝,制备了2A16硬铝合金焊接试样.通过测试力学性能、金相组织和扫描电镜断口分析等方法,对其焊接性能进行了研究.结果表明:2A16硬铝合金有较好的抗结晶裂纹形成能力,影响其焊接性能的主要问题是过时效软化区的强度下降;当填充金属中Mg/Cu质量比比较大时,焊缝出现脆断倾向.欲进一步提高焊接接头强度,一方面可采用能量密度更高的热源,同时减小焊接线能量,以减少过时效软化区的不利影响;另一方面,限制填充金属中Mg/Cu的质量比,避免出现对焊接接头强化不利的β相和T相.