2195铝锂合金应力松弛时效成形工艺制度

发布时间：2021-11-15 16:16

　　以2195-T8态铝锂合金为研究对象,探究工艺参数对其应力松弛时效行为的影响规律。试样经过固溶、淬火,进行不同预变形、时效温度及时效时间条件下的应力松弛时效实验。通过室温拉伸,测得应力松弛时效后试样的力学性能。基于正交试验的极差分析和方差分析,探究了预变形、时效温度和时效时间3个工艺参数对应力松弛量、屈服强度和延伸率的影响权重占比;进一步研究发现预变形不仅可以提高2195铝锂合金时效后的强度,还降低了应力梯度对材料力学性能不均匀性的影响;查明了实现2195铝锂合金应力松弛时效形性协同制造的合理工艺制度:180℃+4%预变形+时效时间12～16 h。研究工作为大型铝锂合金构件应力松弛时效形性协同制造工艺窗口的确定提供了重要支撑。 

【文章来源】：上海航天(中英文). 2020,37(03)CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

试样标准尺寸

图1 试样标准尺寸在应力松弛时效成形过程中，当构件加载后，由于各部位产生不同程度的变形（包括弹性变形和塑性变形），各部位受到的初始应力是有所差异的，而在不同初始应力下，工艺参数（预变形、时效温度和时效时间）对松弛量和时效后的力学性能也是有所差别的，故本实验选两个初始应力：各状态下屈服强度的0.6倍（低应力）和1.2倍（高应力）。

通过对比可以发现：在0、2%、4%预变形的合金在不同初始应力下，抗拉强度/屈服强度/延伸率最大值与最小值差值分别分39.1 MPa/49.2 MPa/1.3%、30.6 MPa/36.3 MPa/1.1%、14.3 MPa/17.6 MPa/1.0%，即与0和2%预变形相比，在4%预变形下可以降低在不同初始应力下经应力松弛时效后力学性能的不均匀性，而当预变形超过4%时，应力松弛量提升不明显且会导致延伸率低于7%，不满足力学性能的要求。因此，对于预变形量选择为4%是合理的。随着时效时间的延长（从12到20 h），屈服强度和应力松弛量略有增大，但延伸率有所降低。通过实验数据发现，在4%预变形量下，时效超过16 h后延伸率降低至7%以下。综合考虑时效时间应小于16 h，且与时效12 h相比，时效16 h合金的平均应力松弛量提升5.2%，平均抗拉强度UTS提升2.6%，平均屈服强度YS提升3.2%，综合考虑成形和成性以及经济性等因素，时效时间可选择12～16 h之间。

【参考文献】：
期刊论文
[1]航天先进轻合金材料及成形技术研究综述[J]. 李中权,肖旅,李宝辉,王先飞.  上海航天. 2019(02)
[2]航空铝锂合金研究进展[J]. 李红萍,叶凌英,邓运来,张新明.  中国材料进展. 2016(11)
[3]铝锂合金的发展概况及其应用[J]. 邱惠中.  宇航材料工艺. 1993(04)



本文编号：3497111