锌铝合金力学性能改进及管材拉拔过程模拟与工艺优化
发布时间：2021-02-02 11:32
锌铝系合金（简称Zn-Al系合金）具有环保、低硬度、室温超塑性、流变应力低及耐磨性好等特点。通过对合金热处理和塑性变形,能够获得超细晶粒组织和优良力学性能,有望替代雷管延期体制作中,广泛使用并存在有毒重金属污染危害的铅锑合金,以及替代性能易于退化的软钢阻尼器,用作建筑减震器。本论文在文献调研与实验室前期研究的基础上,研究了稀土元素含量对铸态锌铝合金显微组织和力学性能的影响;研究了热处理和超塑性变形加工工艺对合金显微组织及力学性能的影响;采用Deform-3D软件包,模拟了管材拉拔减径时的应力-应变曲线,研究不同摩擦系数、拉拔速度、变形量等工艺条件下,管材的壁厚和拉拔阻力的变化规律;通过拉拔未填充药粉的空心管材,研究了不同道次下内径、壁厚、外径的变化规律;最后对填充延期药粉的管材进行多道次减径拉拔,制备出Zn-Al系合金延期体;进一步装配雷管和试爆,获得了延期秒量,并与传统的铅锑延期体的延期效果进行了对比,评价了无铅替代的可能性。主要研究成果如下:稀土在锌铝合金中起到变质、强化基体的作用。添加稀土后,粗大树枝状的初生枝晶相的树枝晶变小,合金呈现细小等轴晶粒。稀土含量0.4wt%时,合金显...
【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 文献综述
1.2.1 合金元素对锌铝合金性能影响
1.2.2 锌铝合金的超塑性
1.2.3 锌铝合金的阻尼性能
1.2.4 热处理工艺对锌铝合金性能的影响
1.2.5 金属拉拔成形简述
1.3 课题选题和研究内容
1.3.1 课题选题内容
1.3.2 研究内容
第二章 研究方法
2.1 实验方案和技术线路图
2.2 合金制备加工
2.3 材料分析测试
2.3.1 微观结构表征
2.3.2 材料性能测试
2.4 塑性成型原理和软件简介
2.4.1 弹塑性有限元法
2.5 合金管热挤压成型
2.6 合金管材的拉拔成形
2.7 延期体燃爆测试
第三章 稀土对Zn-Al合金组织和性能的影响
3.1 稀土含量对合金组织和性能的影响
3.1.1 铸态合金显微组织
3.1.2 力学性能
3.1.3 热轧对Zn-22Al合金显微组织及力学性能的影响
3.2 处理工艺对合金综合性能的影响讨论
3.3 本章小结
第四章 锌铝合金管拉拔成形工艺研究
4.1 模拟结果分析
4.1.1 管材拉拔过程应力分析
4.1.2 管材拉拔过程应变分析
4.1.3 不同摩擦系数对拉拔阻力的影响
4.1.4 拉拔锥角模拟结果分析
4.1.5 定径区宽度对拉拔阻力的影响
4.1.6 不同拉拔速度对拉拔阻力影响
4.1.7 不同变形量对管材的影响分析
4.1.8 管材壁厚变化规律
4.2 锌铝合金管拉拔试验
4.2.1 空管拉拔工艺样品尺寸分析
4.2.2 锌铝合金延期体制备
4.2.3 延期体秒量测试分析
4.3 延期体剪切刀具的改进
4.4 锌铝基延期体生产工艺中问题与建议
4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录
个人简历
在学期间的研究成果及发表学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ce对Al-Zn-Mg-Cu-Sc合金组织和力学性能的影响[J]. 吴伟,王玉,车欣,陈立佳. 沈阳工业大学学报. 2018(01)
[2]AISI 4340钢干滑动摩擦磨损特性研究[J]. 马红帅,梁国星,吕明,黄永贵,韩阳. 摩擦学学报. 2018(01)
[3]高锌Al-Zn-Cu合金中Zn的存在形式及其对力学性能的影响[J]. 许丽君,陶世平,马莹,张金龙,谢辉. 金属热处理. 2017(04)
[4]稀土铝合金最新研究进展[J]. 潘利文,罗涛,林覃贵,谭怡佳,唐侍琦,胡治流. 轻合金加工技术. 2016(09)
[5]基于有限元模拟HAl77-2黄铜合金空拉工艺设计[J]. 金平,刘楚明,余学德,彭勇. 有色冶金设计与研究. 2016(01)
[6]基于数值模拟的铝合金薄壁管拉拔工艺优化[J]. 王冠,寇琳媛,李落星. 机械工程材料. 2015(12)
[7]热处理对Zn-Al合金微观组织和力学性能的影响[J]. 成佳,史庆南,起华荣,陈亮维,马维刚. 金属热处理. 2015(07)
[8]高强度和高精度导爆管雷管的应用[J]. 王成. 化工管理. 2015(20)
[9]高强韧镁-稀土系镁合金研究现状及展望[J]. 林卫丽. 热加工工艺. 2015(04)
[10]热镀锌层在模拟湿热酸性大气环境中的耐蚀性研究[J]. 刘胜林,孙亮,袁毅,卢才. 表面技术. 2015(02)
博士论文
[1]Ti、Ce对Zn-22Al钎料及Cu/Al钎焊接头性能影响的研究[D]. 姬峰.南京航空航天大学 2013
硕士论文
[1]基于高压扭转变形的Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织及力学性能研究[D]. 丁永根.合肥工业大学 2017
[2]超高强度镦锻式空心抽油杆组织性能的研究[D]. 李博文.西安石油大学 2016
[3]等通道挤压有限元模拟及Mg-Zn-Mn合金挤压工艺研究[D]. 胡钰昊.西南交通大学 2014
[4]热轧H700×300型钢残余应力的控制[D]. 任喜强.河北联合大学 2014
[5]筋板件等温精密局部加载成形工艺研究[D]. 王炯.合肥工业大学 2013
[6]新型锌铝合金耗能器的设计及其耗能减震数值分析[D]. 王建国.南京理工大学 2013
[7]轿车曲轴模锻成形数值模拟及工艺优化[D]. 王波.上海工程技术大学 2013
[8]室温下大尺寸Zn-22Al合金的力学性能研究及减震性能分析[D]. 孔令俊.南京理工大学 2010
[9]室温超塑性Zn-22 wt.%Al合金制备及力学性能研究[D]. 孙军.南京理工大学 2010
[10]基于DEFORM-3D平台1Cr13板材热轧数值模拟研究[D]. 陈仙凤.浙江工业大学 2008
本文编号：3014622
【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 文献综述
1.2.1 合金元素对锌铝合金性能影响
1.2.2 锌铝合金的超塑性
1.2.3 锌铝合金的阻尼性能
1.2.4 热处理工艺对锌铝合金性能的影响
1.2.5 金属拉拔成形简述
1.3 课题选题和研究内容
1.3.1 课题选题内容
1.3.2 研究内容
第二章 研究方法
2.1 实验方案和技术线路图
2.2 合金制备加工
2.3 材料分析测试
2.3.1 微观结构表征
2.3.2 材料性能测试
2.4 塑性成型原理和软件简介
2.4.1 弹塑性有限元法
2.5 合金管热挤压成型
2.6 合金管材的拉拔成形
2.7 延期体燃爆测试
第三章 稀土对Zn-Al合金组织和性能的影响
3.1 稀土含量对合金组织和性能的影响
3.1.1 铸态合金显微组织
3.1.2 力学性能
3.1.3 热轧对Zn-22Al合金显微组织及力学性能的影响
3.2 处理工艺对合金综合性能的影响讨论
3.3 本章小结
第四章 锌铝合金管拉拔成形工艺研究
4.1 模拟结果分析
4.1.1 管材拉拔过程应力分析
4.1.2 管材拉拔过程应变分析
4.1.3 不同摩擦系数对拉拔阻力的影响
4.1.4 拉拔锥角模拟结果分析
4.1.5 定径区宽度对拉拔阻力的影响
4.1.6 不同拉拔速度对拉拔阻力影响
4.1.7 不同变形量对管材的影响分析
4.1.8 管材壁厚变化规律
4.2 锌铝合金管拉拔试验
4.2.1 空管拉拔工艺样品尺寸分析
4.2.2 锌铝合金延期体制备
4.2.3 延期体秒量测试分析
4.3 延期体剪切刀具的改进
4.4 锌铝基延期体生产工艺中问题与建议
4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录
个人简历
在学期间的研究成果及发表学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ce对Al-Zn-Mg-Cu-Sc合金组织和力学性能的影响[J]. 吴伟,王玉,车欣,陈立佳. 沈阳工业大学学报. 2018(01)
[2]AISI 4340钢干滑动摩擦磨损特性研究[J]. 马红帅,梁国星,吕明,黄永贵,韩阳. 摩擦学学报. 2018(01)
[3]高锌Al-Zn-Cu合金中Zn的存在形式及其对力学性能的影响[J]. 许丽君,陶世平,马莹,张金龙,谢辉. 金属热处理. 2017(04)
[4]稀土铝合金最新研究进展[J]. 潘利文,罗涛,林覃贵,谭怡佳,唐侍琦,胡治流. 轻合金加工技术. 2016(09)
[5]基于有限元模拟HAl77-2黄铜合金空拉工艺设计[J]. 金平,刘楚明,余学德,彭勇. 有色冶金设计与研究. 2016(01)
[6]基于数值模拟的铝合金薄壁管拉拔工艺优化[J]. 王冠,寇琳媛,李落星. 机械工程材料. 2015(12)
[7]热处理对Zn-Al合金微观组织和力学性能的影响[J]. 成佳,史庆南,起华荣,陈亮维,马维刚. 金属热处理. 2015(07)
[8]高强度和高精度导爆管雷管的应用[J]. 王成. 化工管理. 2015(20)
[9]高强韧镁-稀土系镁合金研究现状及展望[J]. 林卫丽. 热加工工艺. 2015(04)
[10]热镀锌层在模拟湿热酸性大气环境中的耐蚀性研究[J]. 刘胜林,孙亮,袁毅,卢才. 表面技术. 2015(02)
博士论文
[1]Ti、Ce对Zn-22Al钎料及Cu/Al钎焊接头性能影响的研究[D]. 姬峰.南京航空航天大学 2013
硕士论文
[1]基于高压扭转变形的Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织及力学性能研究[D]. 丁永根.合肥工业大学 2017
[2]超高强度镦锻式空心抽油杆组织性能的研究[D]. 李博文.西安石油大学 2016
[3]等通道挤压有限元模拟及Mg-Zn-Mn合金挤压工艺研究[D]. 胡钰昊.西南交通大学 2014
[4]热轧H700×300型钢残余应力的控制[D]. 任喜强.河北联合大学 2014
[5]筋板件等温精密局部加载成形工艺研究[D]. 王炯.合肥工业大学 2013
[6]新型锌铝合金耗能器的设计及其耗能减震数值分析[D]. 王建国.南京理工大学 2013
[7]轿车曲轴模锻成形数值模拟及工艺优化[D]. 王波.上海工程技术大学 2013
[8]室温下大尺寸Zn-22Al合金的力学性能研究及减震性能分析[D]. 孔令俊.南京理工大学 2010
[9]室温超塑性Zn-22 wt.%Al合金制备及力学性能研究[D]. 孙军.南京理工大学 2010
[10]基于DEFORM-3D平台1Cr13板材热轧数值模拟研究[D]. 陈仙凤.浙江工业大学 2008
本文编号：3014622
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3014622.html
