高速列车用7N01铝合金流变行为分析及牵引梁型材挤压成形工艺研究
发布时间：2021-01-18 04:53
近年来,面对环境污染、资源紧缺等一系列生态问题的挑战,绿色制造和节能减排成为众多国家可持续发展战略中的重要组成部分。在交通运输行业,加快提升车体轻量化水平是实现节能减排的必然选择之一。7N01铝合金作为一种典型的Al-Zn-Mg系高强硬质铝合金,具有密度低、比强度高、耐腐蚀性好等优点,被广泛应用于高速列车承重结构中,是满足轻量化设计要求的关键材料。但该合金流动性差,挤压工艺和型材质量控制难度较大。因此,为制定合理的挤压参数,保证良好的型材质量,需要对材料的高温流变行为和热加工性能进行全面深刻的掌握和分析。此外,在空心类铝合金型材的实际生产中主要存在两种挤压工艺,分别为分流组合模挤压和穿针挤压。相比于分流组合模挤压,穿针挤压不存在分流和焊合过程,避免了型材焊合不良缺陷的产生,有助于提高产品成品率,主要应用于无缝空心铝型材的生产。本文以高速列车用7N01铝合金材料为研究对象,采用数值模拟与实验相结合的方法,对7N01铝合金的本构模型、热加工图以及牵引梁型材挤压成形工艺开展了系统研究。本文开展的主要研究工作如下:（1）提出了一种求解材料本构模型参数的新思路,基于摩擦和温度双重修正后的真实应力...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１铝合金型材穿针挤压工艺示意图（ａ）正向挤压（ｂ）反向挤压??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｄｉａｇｒａｍｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｉｅｒｃｉｎｇ?ｅｘｔｎｉｓｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ａｌｌｏｙ?ｐｒｏｆｉｌｅｓ??（ａ）?ｐｏｓｉｔｉｖ?ｅ?ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?（ｔｒ）?ｒｅｖｅｒｓｅ?ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?
压下量为６０％；第二类实验为确定热压缩过程中的摩擦系数所用，实验温度为??４７５?°Ｃ，应变速率为Ｉｓ－１，压下量分别为１０％、２０％、３０％、４０％、５０％和６０％。??图２－２为热压缩实验过程条件控制曲线，首先将试样加热到指定温度，并保温三??分钟，然后以特定应变速率进行热压缩，达到要求压下量后立即进行水冷淬火处??理，以保留高温组织。热压缩实验过程前，在试样上下端面与压头接触面之间放??置石墨片以减小摩擦。实验前后试样纵向截面形状变化如图２－３所示。其中，加、??办分别表示试样的初始高度及初始半径，／／表示变形后试样的高度，Ａｍ为变形??后试样的最大半径，Ａｎ为变形后试样的端面半径。??Ａ??３?ｍｉｎ?ｈｏｌｄｉｎｇ?＾ｏｍＰｒ？ｓｉｎｇ?????Ａ／ＷＶＷＷ＾??Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ：?Ｓｔｒａｉｎ?ｒａｔｅ：?＼??３７５－５２５?Ｔ?０．０１－１０?ｓ＇１?＼??Ｈｅａｔｉｎｇ?ｒａｔｅ?Ｗａｔｅｒ?ｑｕｃｎｃｈｉｎｇＶ??（５?Ｃ／ｓ）?一?＼???？??Ｔｉｍｅ??图２－２热压缩过程条件控制曲线??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ?ｃｕｒｖｅ?ｄｕｒｉｎｇ?ｈｏｔ?ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ?ｔｅｓｔｓ??１２??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]高速列车用7N01铝合金热模拟试验研究[J]. 赵巍,鲁法云,张军利,张华,吕正风,程仁策. 热加工工艺. 2017(17)
[2]无缝铝管外置液压固定针挤压方法[J]. 谢东钢,张君,侯永超,杨建,杨红娟. 锻压技术. 2016(11)
[3]7N01铝合金动态力学性能及其本构关系研究[J]. 刘文辉,周凡,邱群,陈宇强,唐昌平. 热加工工艺. 2016(06)
[4]高速列车承载用7N01铝合金型材挤压模具的数值模拟[J]. 刘坚,王伟,王兴瑞,陈超,郝秋红. 轻合金加工技术. 2015(06)
[5]7475-T7351合金板材不同取向条件下的组织与性能[J]. 陈军,段雨露,彭小燕,钱键,徐国富,尹志民. 特种铸造及有色合金. 2015(01)
[6]基于数学模型的铝合金热压缩流变行为研究[J]. 侯君芳,黄丽莉. 铸造技术. 2014(07)
[7]等温挤压工艺剔除7N01合金粗晶的试验研究[J]. 蒋俊如. 浙江科技学院学报. 2014(03)
[8]5052铝合金大直径薄壁热挤压无缝管材的生产工艺研究[J]. 董继峰,马重立,谈海娟,杨雷,马一锋. 轻合金加工技术. 2014(03)
[9]热压缩流变应力曲线的修正方法[J]. 彭宁琦,唐广波,刘正东. 热加工工艺. 2012(17)
[10]3003铝合金无缝管制备过程中的显微组织与力学性能变化[J]. 陈琴,潘清林,刘畅,莫建新,张志野. 机械工程材料. 2012(04)
博士论文
[1]7085铝合金热加工力学行为及微观组织演变规律研究[D]. 刘文义.重庆大学 2014
硕士论文
[1]稀土铈Ce改性A7N01铝合金耐腐蚀性能研究[D]. 何亚玲.西南交通大学 2017
[2]高速列车用7N01高强铝合金横梁型材挤压流动规律研究及模具优化设计[D]. 杨珊.山东大学 2016
[3]7N01铝合金的时效工艺及热变形行为研究[D]. 韦小凤.广西大学 2015
[4]Al-Zn-Mg铝合金空心型材的挤压及热处理工艺研究[D]. 黄英.中南大学 2014
[5]2124铝合金流变规律及成形工艺优化[D]. 李齐飞.中南大学 2012
[6]高速列车车体断面优化设计[D]. 邹远.西南交通大学 2011
[7]125MN双动铝挤压机穿孔针的有限元分析[D]. 王力莉.哈尔滨理工大学 2007
本文编号：2984313
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１铝合金型材穿针挤压工艺示意图（ａ）正向挤压（ｂ）反向挤压??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｄｉａｇｒａｍｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｉｅｒｃｉｎｇ?ｅｘｔｎｉｓｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ａｌｌｏｙ?ｐｒｏｆｉｌｅｓ??（ａ）?ｐｏｓｉｔｉｖ?ｅ?ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?（ｔｒ）?ｒｅｖｅｒｓｅ?ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?
压下量为６０％；第二类实验为确定热压缩过程中的摩擦系数所用，实验温度为??４７５?°Ｃ，应变速率为Ｉｓ－１，压下量分别为１０％、２０％、３０％、４０％、５０％和６０％。??图２－２为热压缩实验过程条件控制曲线，首先将试样加热到指定温度，并保温三??分钟，然后以特定应变速率进行热压缩，达到要求压下量后立即进行水冷淬火处??理，以保留高温组织。热压缩实验过程前，在试样上下端面与压头接触面之间放??置石墨片以减小摩擦。实验前后试样纵向截面形状变化如图２－３所示。其中，加、??办分别表示试样的初始高度及初始半径，／／表示变形后试样的高度，Ａｍ为变形??后试样的最大半径，Ａｎ为变形后试样的端面半径。??Ａ??３?ｍｉｎ?ｈｏｌｄｉｎｇ?＾ｏｍＰｒ？ｓｉｎｇ?????Ａ／ＷＶＷＷ＾??Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ：?Ｓｔｒａｉｎ?ｒａｔｅ：?＼??３７５－５２５?Ｔ?０．０１－１０?ｓ＇１?＼??Ｈｅａｔｉｎｇ?ｒａｔｅ?Ｗａｔｅｒ?ｑｕｃｎｃｈｉｎｇＶ??（５?Ｃ／ｓ）?一?＼???？??Ｔｉｍｅ??图２－２热压缩过程条件控制曲线??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ?ｃｕｒｖｅ?ｄｕｒｉｎｇ?ｈｏｔ?ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ?ｔｅｓｔｓ??１２??
?？??Ｔｉｍｅ??图２－１?７Ｎ０１铝合金铸棒均质化工艺曲线??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｉｎｇ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｃｕｒｖｅ?ｆｏｒ?ＡＡ７Ｎ０１?ｉｎｇｏｔ??２．３热压缩实验??在均质化处理后的铝合金铸棒同等半径圆周处切取圆柱形试样，试样尺寸为??０８?ｍｍ＞＜１２?ｍｍ。本文在Ｇｌｅｅｂｌｅ－３５００Ｄ热模拟实验机上开展了两类热压缩实验：??第一类实验为研宄７Ｎ０１铝合金流变行为以及获取其本构模型参数所用，实验温??度为?３７５?°Ｃ、４２５?°Ｃ、４７５?°Ｃ和?５２５?°Ｃ，应变速率为?０．０１?Ｓ－１、０．１?ｓ－１、１?ｓ－１?和?１０?ｓ－１，??压下量为６０％；第二类实验为确定热压缩过程中的摩擦系数所用，实验温度为??４７５?°Ｃ，应变速率为Ｉｓ－１，压下量分别为１０％、２０％、３０％、４０％、５０％和６０％。??图２－２为热压缩实验过程条件控制曲线，首先将试样加热到指定温度，并保温三??分钟，然后以特定应变速率进行热压缩，达到要求压下量后立即进行水冷淬火处??理
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速列车用7N01铝合金热模拟试验研究[J]. 赵巍,鲁法云,张军利,张华,吕正风,程仁策. 热加工工艺. 2017(17)
[2]无缝铝管外置液压固定针挤压方法[J]. 谢东钢,张君,侯永超,杨建,杨红娟. 锻压技术. 2016(11)
[3]7N01铝合金动态力学性能及其本构关系研究[J]. 刘文辉,周凡,邱群,陈宇强,唐昌平. 热加工工艺. 2016(06)
[4]高速列车承载用7N01铝合金型材挤压模具的数值模拟[J]. 刘坚,王伟,王兴瑞,陈超,郝秋红. 轻合金加工技术. 2015(06)
[5]7475-T7351合金板材不同取向条件下的组织与性能[J]. 陈军,段雨露,彭小燕,钱键,徐国富,尹志民. 特种铸造及有色合金. 2015(01)
[6]基于数学模型的铝合金热压缩流变行为研究[J]. 侯君芳,黄丽莉. 铸造技术. 2014(07)
[7]等温挤压工艺剔除7N01合金粗晶的试验研究[J]. 蒋俊如. 浙江科技学院学报. 2014(03)
[8]5052铝合金大直径薄壁热挤压无缝管材的生产工艺研究[J]. 董继峰,马重立,谈海娟,杨雷,马一锋. 轻合金加工技术. 2014(03)
[9]热压缩流变应力曲线的修正方法[J]. 彭宁琦,唐广波,刘正东. 热加工工艺. 2012(17)
[10]3003铝合金无缝管制备过程中的显微组织与力学性能变化[J]. 陈琴,潘清林,刘畅,莫建新,张志野. 机械工程材料. 2012(04)
博士论文
[1]7085铝合金热加工力学行为及微观组织演变规律研究[D]. 刘文义.重庆大学 2014
硕士论文
[1]稀土铈Ce改性A7N01铝合金耐腐蚀性能研究[D]. 何亚玲.西南交通大学 2017
[2]高速列车用7N01高强铝合金横梁型材挤压流动规律研究及模具优化设计[D]. 杨珊.山东大学 2016
[3]7N01铝合金的时效工艺及热变形行为研究[D]. 韦小凤.广西大学 2015
[4]Al-Zn-Mg铝合金空心型材的挤压及热处理工艺研究[D]. 黄英.中南大学 2014
[5]2124铝合金流变规律及成形工艺优化[D]. 李齐飞.中南大学 2012
[6]高速列车车体断面优化设计[D]. 邹远.西南交通大学 2011
[7]125MN双动铝挤压机穿孔针的有限元分析[D]. 王力莉.哈尔滨理工大学 2007
本文编号：2984313
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