退火温度对5A02铝合金管材组织与晶间腐蚀性能的影响

使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、电子背散射衍射(EBSD)和金相显微镜分析了退火温度对5A02铝合金管材组织和晶间腐蚀性能的影响,通过晶间腐蚀试验评估了5A02铝合金管材抗晶间腐蚀性能。结果表明,保持1 h退火时间,退火温度升高,5A02铝合金管材的组织由纤维组织向再结晶组织转变;当退火温度低于300℃时,管材的抗晶间腐蚀性能随温度升高而上升;当退火温度高于300℃时,管材的抗晶间腐蚀性能随温度升高而下降。

5A02铝合金管材缩口增厚的影响显著性及成形规律研究

基于DEFORM有限元模拟软件建立了5A02铝合金管材缩口增厚有限元模型,采用正交试验设计模拟方案,研究管坯壁厚、管坯直径、模具锥角和进给速度对铝合金管缩口增厚过程增厚区平均壁厚和壁厚标准差的影响显著性及成形规律。结果表明:管坯壁厚对增厚区平均壁厚和壁厚标准差的影响最大;管坯壁厚越大或进给速度越快,工件增厚区平均壁厚越大;较大或较小的模具锥角和管坯直径均不利于工件增厚区平均壁厚的增加。此外,管坯壁厚、模具锥角、管坯直径或进给速度越小,工件增厚区的壁厚标准差越小。通过正交优化方法获得了一组最优参数,即进给速度1 mm·s^(-1)、模具锥角12°、管坯直径Φ22 mm、管坯厚度2 mm,最后验证了该组参数的准确性和可靠性。

5A02铝合金管材内表面亮线缺陷产生原因和机理分析

采用了不同表面质量挤压针尖进行试制,并选取内表面有直线状擦伤的挤压管坯进行轧制、拉拔和碱洗等工艺处理,分析了5A02铝合金管材内表面亮线缺陷产生的原因和形成机理,并研究了挤压管坯内表面纵向擦伤缺陷在后序工序中的遗传效应。结果表明:挤压管坯内表面上明显的擦划伤和拉道等缺陷遗传性较强,是导致产生亮线缺陷的根本原因。蚀洗工艺对管坯内表面严重的擦伤缺陷无明显的改善效果,经过适当的轧制、拉拔等冷加工可以使管坯内表面擦伤缺陷在宏观上减淡,甚至消失;但从微观上看,填充区域内金属的连续性以及填充金属与基体金属之间的表面连续性较差。

热冷组合铸型(HCCM)连铸5A02铝合金管坯微观组织和力学性能

热冷组合铸型(Heating-cooling combined mold,HCCM)水平连铸是一种制备高精度管坯的短流程新技术。本文采用HCCM水平连铸成功制备出d 70 mm×6 mm规格的5A02铝合金管坯,研究了微观组织对管坯力学性能的影响。结果表明:不同的连铸工艺导致形成了三种不同的铸态组织,分别为粗大等轴晶组织、粗大柱状晶组织和细长柱状晶组织。更较大的连铸速度和温度梯度导致形成的细长柱状晶组织表现出优异的力学性能,其室温抗拉强度为198 MPa,断后伸长率为26.3%。在细长柱状晶组织中,弥散分布的细小第二相和沿轴向的细长晶粒,以及Mg元素在α(Al)基体中的均匀分布使得管坯力学性能明显提高。

退火温度对5A02铝合金组织与力学性能的影响

本文研究了退火温度对5A02铝合金管材微观组织和力学性能的影响。使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)以及电子背散射衍射(EBSD)对300~500℃下退火1 h试样的微观组织进行了分析,包括第二相的分布、成分,以及晶粒的形貌、尺寸。此外,还对不同退火温度下的管材试样进行了室温拉伸试验。结果表明,在所有退火态样品中,在300℃进行退火的样品拥有最高的强度,其屈服强度和抗拉强度分别为133.4 MPa和195.7 MPa,此时样品处于纤维组织向再结晶组织转化的过渡阶段。当退火温度进一步提高,样品的再结晶晶粒发生长大,位错密度降低,这使得样品的强度开始下降。当退火温度上升至500℃时,管材试样的屈服强度和抗拉强度分别下降至99.2 MPa和175.8 MPa。

退火工艺对5A02铝合金板材组织与性能的影响

采用单向拉伸试验、金相显微分析和扫描电镜观察等手段,研究了退火工艺对5A02铝合金板材的力学性能、成形性能及显微组织的影响。试验结果表明,随着退火温度的上升、保温时间的延长,5A02铝合金板材抗拉强度略有下降,但是伸长率和应变硬化指数大幅提高。综合比较各种退火工艺后得出,在380℃退火90 min,材料的成形性能较优:抗拉强度为187.89 N/mm2,伸长率达到28.68%,应变硬化指数为0.33,屈强比为0.429。

5A02铝合金搅拌摩擦焊焊接接头性能试验

5A02铝合金在一定的工艺参数下,以转速为800 r/min和焊速120 mm/min进行搅拌摩擦焊接,经试验测得接头的抗拉强度最高达到母材强度的91.21%,焊缝中无任何焊接缺陷,焊接接头完全能满足产品的技术要求。

5A02铝合金薄壁管绕弯成形数值模拟及试验

利用有限元分析软件Pam-stamp对5A02铝合金薄壁管的数控绕弯过程进行了数值模拟,研究了芯棒伸出量和弯管角度对管坯的壁厚减薄率、不圆度和回弹等的影响,并进行了数控绕弯成形试验。结果表明,随着伸出量的增长,壁厚减薄率呈指数式增长,不圆度以抛物线减小,且试验结果与模拟结果基本一致;管的回弹随弯管角度增大而增大。用最小二乘法拟合得到弯管回弹公式,并在弯管试验中得到理想的弯管效果。

5A02铝合金背压式梯度挤镦工艺数值模拟与实验研究

以5A02铝合金为研究对象,在300℃下,采用具有“多梯度层”结构的背压式梯度挤镦工艺对其进行了变形,模拟分析了5A02铝合金背压式梯度挤镦工艺的变形行为;对变形试样进行了显微组织观察和显微硬度测试。结果表明:背压式梯度挤镦工艺具有明显的变形细化效果,经过多层梯度挤镦变形,累积等效应变显著增大且呈梯度分布;试样进入下层梯度层发生了复合挤镦阶段变形,此时材料变形程度最为剧烈,挤压载荷增幅最大。1道次变形结束后,试样第1层心部及表层的晶粒尺寸分别为25.7和23.4μm;经过多层梯度成形,单元发生剪切、压缩和拉伸等多种不同形式的复合变形,晶粒得到明显的细化,试样尾端心部及表层的平均晶粒尺寸分别细化为7.8和2.1μm,较起始梯度层细化率达70%和91%。此外,力学性能显著提高,其中试样尾端心部及表层材料的显微硬度分别为95.30和103.50 HV,较初始试样分别提升54%和67%。

航空5A02铝合金T型三通管翻边电磁成形

基于高应变速率有利于提高铝合金成形极限和降低回弹量的原理,利用电磁成形工艺成形了航空5A02铝合金T型三通管(导管Φ50 mm×1 mm,三通Φ32 mm)。首先,利用高速拉伸机测试了5A02铝合金O态的动态力学行为,明确了应变速率对塑性的影响;其次,设计了翻边坯料的预制孔形状和尺寸;最后,设计了翻边电磁成形模具和芯轴,经过试验获得了T型三通管翻边电磁成形的最佳工艺参数,线圈由尺寸为Φ3 mm×7 mm的铜线绕制而成(共9匝),放电能量为20 k J,峰值电流为80 k A,频率为5.73 k Hz;通过对成形件的检测发现,贴模间隙均小于0.2 mm,减薄率小于14%。

5A02铝合金管件磁脉冲冲击弹性介质成形试验

提出管件磁脉冲冲击弹性介质成形技术,研究了放电能量、成形温度、复合成形等对5A02铝合金管件成形的影响规律。室温下,管件的变形程度随着放电能量的增加而增加(放电能量为7 kJ时,膨胀率为24%,壁厚减薄率为22%),并且最大变形位置随着放电能量的增加逐渐向中心靠近(放电能量为7 kJ时,最大变形位置位于中心区域)。当放电能量一定时,调节成形温度(25~150℃),变形管件的最大直径无明显变化,表明在磁脉冲冲击高速率成形过程中,成形温度在25~150℃范围内对5A02铝合金管件的变形影响较弱。探究了室温磁脉冲冲击弹性介质预变形与准静态成形(成形温度为100和150℃)的复合成形对5A02铝合金管件成形的影响,结果表明,复合成形较单独的准静态成形和磁脉冲冲击弹性介质成形更易于使管件获得更大的变形程度以填充模具。

5A02铝合金薄壁管材热挤压缩径增厚成形试验研究及优化

为解决某型飞机拉杆缩径端部直接攻螺纹的问题,首次提出了5A02薄壁铝合金管端热挤压缩径增厚成形方法,设计并制造了成形模具。研究了增厚区直段尺寸、模具肩部长度与模具锥角对薄壁管热挤压缩径增厚行为的影响,并优化了成形工艺路径。试验结果表明:增厚区直段长度和外径过大易导致直段部分失稳起皱;模具肩部过长,材料易在支撑区产生堆积且易出现失稳屈曲,在满足管材可预热的条件下,模具肩部长度应越短越好;采用模具锥角为12°和16°的凹模单道次热挤压成形时,位于缩径区域的管材易出现起皱,且增厚区径向增厚不明显;采用先大锥角后小锥角两道次热挤压成形后,成形件缩径段径向尺寸由1.00增至4.06 mm,增厚率为306%,成形效果良好。

大直径薄壁5A02铝合金管材旋压生产工艺研究

采用QX63-20卧式强力旋压机对5A02铝合金管坯进行多道次冷旋压,利用光学显微镜、显微硬度计分析旋压过程中大直径5A02铝合金薄壁管材组织性能的变化,并进行不同热处理工艺对其微观组织和力学性能的影响研究。研究结果表明,采用7道次旋压生产工艺可生产出无中间退火的、累积冷旋压减薄率达到80%以上的、表面质量较好、无缺陷的Ф85 mm×2 mm的5A02管材。随着旋压减薄率的增加,原始挤压管坯再结晶态组织逐渐被拉长,纤维组织变得更明显、细小、纤长,管材的显微硬度也由原始的53.3 HV逐渐增加到81.4 HV。将旋压管材在430℃保温60 min热处理后,可以得到组织、性能均满足要求的大直径5A02铝合金管材。

补焊对5A02铝合金焊接接头力学性能的影响（英文）

以某型飞机5A02铝合金焊接模拟件的原始焊接接头和一次补焊接头为研究对象,通过拉伸试验、疲劳试验,研究了补焊对铝合金焊接接头力学性能的影响。结果表明:补焊对接头拉伸性能没有明显的影响,但是会明显降低焊接接头的中值疲劳强度。

某型飞机5A02铝合金焊接接头的疲劳性能

研究了某型飞机所使用的5A02铝合金焊接头的疲劳性能。试验研究了该材料的原始焊接接头与一次补焊接头的疲劳性能。通过疲劳试验及疲劳断口形貌分析等手段对焊接接头疲劳性能进行了研究。试验结果表明,补焊会造成焊缝附近区域材料晶粒粗大,并且补焊后,焊接接头的中值疲劳强度下降。

5A02铝合金TG‒TLP焊接接头的组织及性能

目的研究5A02铝合金温度梯度瞬间液相扩散焊(TG‒TLP)焊接接头的组织及性能。方法采用TG‒TLP对5A02铝合金导管进行焊接,研究温度梯度对接头的组织和力学性能的影响,为探究5A02铝合金导管的TG‒TLP连接机理提供理论依据。结果水冷铜块离焊缝的距离d=15 mm,5A02铝合金TG‒TLP接头强度最高,达到90.7 MPa。随水冷铜块离焊缝的距离d的减少,接头处熔合线组织形貌由平直状到正弦状最后呈树枝状。当水冷铜块离焊缝的距离d大于15 mm时,熔合线组织形貌由平直状到正弦状,连接界面接触面积增大,接头强度提高;当水冷铜块离焊缝的距离d小于15 mm时,熔合线组织形貌由正弦状最后到树枝状,有大量的界面空隙产生,接头强度降低。结论焊接接头强度随水冷铜块离焊缝距离的减少呈先增加后减少的变化趋势。

5A02铝合金法兰盘锻件表面黑斑缺陷成因分析

5A02铝合金法兰盘锻件的个别产品机加工表面出现点状黑斑。采用金相显微镜、扫描电镜及能谱分析等对法兰盘锻件的机加工表面的黑斑进行了分析。结果表明,该锻件机加工表面的黑斑部位比基体表面粗糙,能谱分析表明黑斑是外部切削液中残留的脏物粘附在粗糙部位形成的。

5A02-O铝合金管材典型质量问题分析与改进

5A02-O铝合金导管在零件制造过程中呈现批次性的扩口折叠、弯曲橘皮、白斑等缺陷,分析了这几种缺陷产生的原因,并制定有效的改进措施,避免了再次出现同类问题。

扩口式5A02铝合金导管周向疲劳开裂的失效分析

在飞机服役过程中,扩口式5A02铝合金导管经常出现沿圆周方向的开裂失效,造成燃油、气体等泄漏,严重影响飞行安全。针对在喇叭口根部(Ⅰ类)、平管嘴端面(Ⅱ类)两类周向开裂,通过对导管裂纹走向及断口宏、微观形貌观察,判断为单向或双向弯曲疲劳失效。根据导管与平管嘴间不同配合间隙,利用Abquas有限元分析软件计算了无间隙、对称间隙、非对称间隙三种条件下导管扩口附近应力水平分布变化规律。结果表明:有间隙配合易引起第I类周向疲劳开裂,而无间隙配合易引起第H类周向疲劳开裂。

表面机械研磨对粗晶/细晶5AO2铝合金组织性能的影响

采用金相显微镜、X射线衍射仪和拉伸试验机等手段,研究了表面机械研磨对传统轧制和连铸连轧的5A02铝合金显微组织和力学性能的影响。研究结果表明:传统轧制和连铸连轧态的5A02铝合金的平均晶粒尺寸分别为13μm和7μm;经过0.5 min^5 min机械研磨处理后,粗晶和细晶5A02铝合金的表面晶粒尺寸降低至66.81 nm^83.62 nm,细晶5A02铝合金的表面微应变低于粗晶5A02铝合金的;表面机械研磨处理后,细晶和粗晶5A02铝合金的屈服强度和抗拉强度都有不同程度提高,而断后伸长率降低;当机械研磨时间达到1 min及以上时,细晶5A02铝合金的强度和塑性都优于粗晶的;经过0.5 min^5 min表面机械研磨处理后,粗晶和细晶5A02铝合金的表面硬度和心部硬度都呈现不同程度增加,且细晶5A02铝合金的硬度提高幅度要低于粗晶5A02铝合金的,硬度曲线都呈现梯度分布特征。