当前位置:主页 > 科技论文 > 金属论文 >

高强铝合金高温拉伸性能及断裂行为研究

发布时间:2018-01-16 22:08

  本文关键词:高强铝合金高温拉伸性能及断裂行为研究 出处:《太原科技大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 铸态和锻态新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金 高温拉伸 力学性能 断裂行为


【摘要】:随着航空航天工业的不断发展,铝合金作为飞机结构件用中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件的需求量越来越大,性能要求也越来越严格。在保证铝合金构件性能要求的同时也要保证其使用寿命,那么就要求生产铝合金构件的每一步都不存在断裂隐患。在热锻过程中,温度及应变速率对铝合金的高温拉伸性能及断裂行为都会产生严重的影响。目前,国内外对新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金的高温拉伸性能及断裂行为研究还很少,因此本文通过实验数据与数值模拟相结合的方法,研究了新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金的高温拉伸性能及断裂行为,以期为新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金热锻过程中合金的性能及断裂行为的控制提供一定的指导。本文针对铸态和锻态高强铝合金,采用热模拟高温拉伸实验并借助金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱(EDS)等检测手段,研究了不同温度及应变速率对锻态和铸态铝合金高温拉伸性能及断裂行为的影响规律。通过高温拉伸实验得到了温度及应变速率对抗拉强度、屈服强度、缩颈开始的真应变、断裂真应变的影响规律。通过IBM软件对实验数据进行回归分析,建立了抗拉强度和屈服强度随温度及应变速率变化的关系模型,为在制定锻造工艺时确保设备对材料施加的应力小于抗拉强度,防止锻造裂纹的产生提供了理论依据。对拉断后试样断口附近微观组织及断口形貌进行了观察分析,得出了温度及应变速率对断口附近微观组织及断口形貌的影响规律,发现随着温度的升高和应变速率的降低,断口附近再结晶程度升高。再结晶晶粒的晶界为大角度晶界,析出相容易在晶界处聚集,可能造成沿晶断裂。因此在制定锻造工艺时,要选择合理的锻造工艺参数,防止断裂行为的发生。本文通过高温拉伸实验与有限元模拟相结合的方法,采用Normalized CockcroftLatham准则对拉伸过程进行模拟仿真,得到了温度和应变速率对裂纹萌生临界损伤值和断裂损伤值的影响规律,这对制定该合金的锻造工艺具有指导意义。
[Abstract]:With the development of aerospace industry, the demand of aluminum alloy as the medium and thick plate, extrusion parts, free forgings and die forgings for aircraft structure parts is increasing. Performance requirements are becoming more and more stringent. In order to ensure the performance requirements of aluminum alloy components and also to ensure its service life, it is required that every step of the production of aluminum alloy components does not have a potential fracture. In the process of hot forging. Temperature and strain rate have a serious effect on the tensile properties and fracture behavior of aluminum alloy at high temperature. At home and abroad, there is little research on the high temperature tensile properties and fracture behavior of the new Al-Zn-Mg-Cu high strength aluminum alloy, so this paper combines the experimental data with the numerical simulation method. The high temperature tensile properties and fracture behavior of a new type of high strength Al-Zn-Mg-Cu aluminum alloy were studied. In order to provide some guidance for the control of the properties and fracture behavior of the new Al-Zn-Mg-Cu high strength aluminum alloy during hot forging. Thermal simulated high temperature tensile test, optical microscope, scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) were used. The effects of different temperature and strain rate on the tensile properties and fracture behavior of forged and as-cast aluminum alloys were studied. The tensile strength and yield strength were obtained by high temperature tensile test. The relationship between tensile strength and yield strength with temperature and strain rate was established by regression analysis of experimental data by IBM software. To ensure that the stress applied by the equipment to the material is less than the tensile strength when the forging process is made. It provides a theoretical basis for the prevention of forging cracks. The microstructure and fracture morphology near the fracture surface of the specimen after tensile fracture are observed and analyzed. The effect of temperature and strain rate on the microstructure and fracture morphology near the fracture surface is obtained. It is found that with the increase of temperature and the decrease of strain rate. The recrystallization degree is increased near the fracture surface. The grain boundary of recrystallized grain is large angle grain boundary, the precipitated phase is easy to gather at the grain boundary, which may cause intergranular fracture. In order to select reasonable forging parameters and prevent fracture behavior, this paper combines the high temperature tensile test with finite element simulation. The drawing process is simulated by Normalized CockcroftLatham criterion. The influence of temperature and strain rate on the critical damage value and fracture damage value of crack initiation is obtained, which is of guiding significance to the forging process of the alloy.
【学位授予单位】:太原科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TG146.21

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 朱旭霞;林高用;张胜华;;高强铝合金中的氢[J];有色金属加工;2000年03期

2 朱旭霞,林高用,张胜华;高强铝合金中的氢致缺陷[J];兵器材料科学与工程;2001年02期

3 潘志军,黎文献 ,马正青 ,谭敦强;高强铝合金的研究现状及展望[J];铝加工;2001年04期

4 宁爱林,曾苏民;复合强韧化对高强铝合金组织和性能的影响[J];中国有色金属学报;2003年06期

5 陈小会;揭小平;闫洪;陈国香;;高强铝合金的研究现状及进展[J];材料导报;2009年S1期

6 张蓉;郑晓静;贺平;;高强铝合金圆筒的稳定性[J];理化检验(物理分册);2011年02期

7 李英,王顺才,姚俊臣,李春玉;7075高强铝合金粗大夹杂相微观研究[J];材料工程;1992年S1期

8 沈军,宋广生,,曾松岩,蒋祖龄,李庆春;雾化沉积高强铝合金材料的组织与性能[J];中国有色金属学报;1994年02期

9 杜爱华;龙晋明;裴和中;范艳芳;王永福;;高强铝合金的强韧化研究进展[J];有色金属加工;2008年02期

10 宁康琪;彭北山;盛志敬;宁爱林;;高强铝合金的强化机制[J];邵阳学院学报(自然科学版);2012年04期

相关会议论文 前8条

1 张蓉;赵凯;郑晓静;贺平;;高强铝合金圆筒时间稳定性研究[A];2009年全国机械可靠性技术学术交流会暨第四届可靠性工程分会成立大会论文集[C];2009年

2 洪班德;苏梅;;7075高强铝合金断裂过程的动态观察[A];第三次中国电子显微学会议论文摘要集(二)[C];1983年

3 ;JLHA1/G4A-640/290-42/37特强钢芯高强铝合金绞线[A];电力行业科学技术成果鉴定项目成果汇编(2012)[C];2013年

4 魏占静;李少农;宋武;;高强铝合金MIG焊工艺研究及应用[A];第十一次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2005年

5 杨尚磊;林庆琳;徐超;丁波;;A15Zn2Mg高强铝合金的微观组织与疲劳行为[A];第16届全国疲劳与断裂学术会议会议程序册[C];2012年

6 汝继刚;伊琳娜;;高强铝合金表面强化工艺研究[A];第九届材料科学与合金加工学术会议专刊论文集[C];2004年

7 ;JLHA1/EST-640/290-42/37特强钢芯高强铝合金绞线[A];电力行业科学技术成果鉴定项目成果汇编(2012)[C];2013年

8 范峰;王誉瑾;;高强铝合金圆管轴心受压稳定承载力试验研究[A];第十四届空间结构学术会议论文集[C];2012年

相关重要报纸文章 前1条

1 记者 张亦筑;我市突破高强铝合金关键技术[N];重庆日报;2014年

相关博士学位论文 前3条

1 杨守杰;新型高强铝合金的强韧化研究[D];北京航空材料研究院;2002年

2 严军;光纤激光—电弧复合焊接高强铝合金工艺、缺陷产生与质量控制[D];华中科技大学;2011年

3 李旭斌;高强铝合金复杂筋板构件整体成形技术研究[D];中北大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 喻征;高强铝合金高温拉伸性能及断裂行为研究[D];太原科技大学;2015年

2 李金龙;B93高强铝合金热压缩变形及断裂行为的模拟研究[D];中南大学;2012年

3 潘志军;热处理对7B04高强铝合金强韧性的影响[D];中南大学;2002年

4 索斌;拉压载荷下高强铝合金疲劳裂纹扩展参数有限元研究[D];哈尔滨理工大学;2007年

5 商燕;高强铝合金疲劳断裂过程的微观机理研究及有限元模拟[D];燕山大学;2012年

6 王一鑫;Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金快速凝固条件下微合金化及作用机理[D];哈尔滨工业大学;2008年

7 曹园园;6181/6016H18高强铝合金同步冷却热成形工艺研究[D];南京航空航天大学;2011年

8 黄继武;7055高强铝合金热加工工艺基础研究[D];中南大学;2004年

9 杨武雄;高强铝合金的激光填粉焊接[D];北京工业大学;2004年

10 刘昌斌;微量Sc及热处理工艺对高强铝合金组织与性能影响的研究[D];中南大学;2004年



本文编号:1435023

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/1435023.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户c873c***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com