2195铝锂合金电流辅助热冲压工艺研究

发布时间：2021-08-23 17:36

　　近年来,航空航天领域中结构件的轻量化需求越来越迫切,铝锂合金因兼具低密度,高弹性模量、比强度等优点,具有广阔的发展前景。然而,铝锂合金存在室温塑性差、回弹大、成形后热处理畸变等问题,严重限制了它的应用。本文在传统热成形-冷模淬火复合工艺的基础上引入了脉冲电流,一则将热变形与热处理集于一体,解决上述问题,实现“成形”与“控性”一体化,二则通过脉冲电流的引入,缩短了工艺进程,极大地减少了能耗。本文以2195铝锂合金为研究对象,对脉冲电流作用下板材的升温、固溶、成形过程展开研究,为铝锂合金电流辅助热冲压工艺的开发奠定基础。针对自阻加热升温过程中板材温度场分布不均匀的问题,设计了“两边窄中间宽”形状的试样,通过有限元分析及实验手段,分析了端部宽度与夹持距离对板材稳态温度场分布的影响规律。结果表明,试样端部宽度与夹持距离的减小会增强端部产热,改善温度分布的均匀性。对比常规固溶处理,通过室温拉伸实验、金相组织观察等手段,分析了电脉冲固溶处理对2195铝锂合金微观组织及力学性能的影响规律。结果表明,脉冲电流提高了原子的扩散速率,加快了第二相的溶解,对试样的固溶过程具有一定的促进作用。同时,电脉冲处理... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

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战神-I、V组装视图[17]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-4-图1-1战神-I、V组装视图[17]图1-2Falcon-9火箭的铝锂合金贮箱[18]1.2.2铝锂合金强化机制合金的化学成分、热处理参数等影响着相的性质、结构、尺寸、分布以及基体-相界面的性质，同时，这些微观结构特征又对合金的力学性能有着深远的影响。因此，揭示相的结构、性质、析出机制对合金力学性能的掌控尤为重要。铝锂合金根据成分可分为Al-Li系、Al-Li-Mg系、Al-Li-Cu系、Al-Li-Zr系、Al-Li-Cu-Mg系等。经过不同参数时效处理后，这些合金的析出相大致可分为两种。其中，非平衡亚稳相主要有′(Al3Zr)、′(Al3Li)、′(Al2Cu)、T1(Al2CuLi)、′(Al3CuMg)等；平衡相主要有(Al3Zr)、δ(Al3Li)、T2(Al6Li3Cu)等。图1-3所示为三元和四元铝锂合金的主要强化相。在Al-Li-Cu-Mg系合金中，主要强化相是′、′和T1相。如图1-4所示为Al-Cu-Li合金中强化相的形貌与分布。

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-5-图1-3三元和四元铝锂合金的强化相[19]图1-4Al-Cu-Li合金中析出相的形貌与分布[2,18]′相是Al-Li二元合金中的主要强化相，成分为Al3Li，析出序列为SSSS→′→δ。晶格参数a=0.401nm，惯习面为{100}Al，与基体保持完全共格关系[20]。′为球形，变形过程中位错为切过机制，易造成共面滑移，使得位错大量塞积，引起应力集中，最终导致脆性断裂。′相是Al-Cu二元合金中的常见强化相，以盘片状析出，成分为AL2Cu，析出序列为SSSS→GPI→GPII/′′→′→θ。晶格参数a=0.404，c=0.580nm，惯习面为{001}Al，与基体保持半共格关系[21]。T1相是

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3358301