5083细晶铝合金的热变形行为和多层结构成形工艺研究

发布时间：2020-12-25 02:28

　　超塑成形/扩散连接组合技术在钛合金多层构件制造方面取得了发展,但仅就航空航天领域而言,还存在巨大的发展空间,在技术推动和需求牵引的双重作用下,开发现有材料的超塑性和其它连接技术与超塑成形的组合技术研究在宇航结构制造领域具有极其重要的意义。在满足现代飞行器性能要求的前提下开发铝合金的多层结构即可降低制造成本又可减轻重量。但由于铝合金的氧化膜问题使其不容易进行扩散连接,因而通过超塑成形/扩散连接成形铝合金的多层结构就比较困难。5083铝合金是典型的Al-Mg系合金,具有高的物理性能和机械强度,并有优良的可加工性、抗腐蚀性、可焊接性及低廉的价格等优点,因此被广泛应用于航天、航空,船舶等行业。本文以该合金为研究材料,尝试着采用激光连接代替传统的扩散连接并结合超塑成形的组合技术成形铝合金的多层结构。为此,本文详细地对5083铝合金的超塑性及其变形机理、热成形性能、激光焊接性能等方面进行了研究,确定了使该合金获得良好热变形性能和焊接性能的工艺条件,从而为激光连接+超塑成形（LBW+SPF）组合技术成形铝合金的多层结构的发展和应用提供了可靠的依据。初始的商业5083铝合金板晶粒比较粗大,其平均晶粒尺... 

【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

【文章页数】：126 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 铝合金的晶粒细化及超塑性
        1.2.1 铝合金的SPD 晶粒细化方法
        1.2.2 铝合金的超塑性研究
    1.3 铝合金板料的热成形
        1.3.1 超塑成形
        1.3.2 差温拉深成形
    1.4 铝合金的连接技术
        1.4.1 铝合金的扩散连接
        1.4.2 铝合金的瞬时液相扩散连接
        1.4.3 铝合金的搅拌摩擦焊技术
        1.4.4 铝合金的激光焊接技术
    1.5 铝合金的超塑成形/扩散连接组合技术的研究现状
    1.6 多层结构的发展与应用
    1.7 课题意义及主要研究内容
第2章 材料及实验方法
    2.1 材料准备
        2.1.1 5083 铝合金的组织结构与成分分析
        2.1.2 5083 铝合金细化晶粒的热机械处理法
        2.1.3 5083 铝合金晶粒细化后的组织
        2.1.4 不同温度退火后的组织演变
    2.2 实验方法
        2.2.1 非等温拉深实验装置
        2.2.2 激光焊接实验
        2.2.3 显微组织及相分析
        2.2.4 拉伸性能测试
        2.2.5 维氏硬度测试
    2.3 本章小结
第3章 细晶5083 铝合金的超塑性及其变形机理
    3.1 引言
    3.2 细晶5083 铝合金的超塑性
        3.2.1 温度对合金超塑性的影响
        3.2.2 应变速率对合金超塑性的影响
        3.2.3 合金在不同变形条件下的应变速率敏感性指数的计算
    3.3 超塑变形中的液相行为
        3.3.1 温度对液相行为的影响
        3.3.2 应变速率对液相行为的影响
        3.3.3 液相在超塑变形中的作用
    3.4 超塑变形中的空洞行为
        3.4.1 空洞的形成、长大和演化
        3.4.2 不同变形条件下的空洞形貌
        3.4.3 空洞对合金超塑变形断裂行为的影响
    3.5 超塑变形的机理分析
    3.6 本章小结
第4章 细晶5083 铝合金的非等温拉深性能
    4.1 引言
    4.2 非等温拉深工艺
    4.3 工艺参数对非等温拉深的影响
        4.3.1 凹模温度对非等温拉深的影响
        4.3.2 拉深速度对非等温拉深的影响
        4.3.3 压边间隙对非等温拉深的影响
        4.3.4 润滑剂对非等温拉深的影响
    4.4 本章小结
第5章 细晶5083 铝合金的激光焊接性能
    5.1 引言
    5.2 激光深熔焊接原理
    5.3 对接激光穿透焊焊缝组织与力学性能
        5.3.1 焊接工艺参数对焊缝表面质量的影响
        5.3.2 对接激光穿透焊的焊缝组织特征
        5.3.3 对接激光穿透焊接头的力学性能及高温成形性能
    5.4 搭接激光穿透焊焊缝组织与力学性能
        5.4.1 搭接穿透焊焊缝宏观形貌
        5.4.2 搭接激光穿透焊接头的显微组织
        5.4.3 搭接激光穿透焊接头的硬度分布
        5.4.4 搭接激光穿透焊接头的剪切强度与断口分析
    5.5 本章小结
第6章 多层结构的激光连接+超塑成形组合工艺
    6.1 引言
    6.2 三层结构的激光连接+超塑成形组合工艺
        6.2.1 三层结构的激光连接
        6.2.2 三层结构的超塑成形
        6.2.3 超塑成形的三层结构厚度分布与焊缝观察
    6.3 四层结构的激光连接+超塑成形组合工艺
        6.3.1 四层结构的激光连接
        6.3.2 四层结构的超塑成形
        6.3.3 超塑成形的四层结构厚度分布与焊缝观察
    6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于有限元仿真的5083铝合金支架超塑性差温拉深[J]. 徐雪峰,童国权.  塑性工程学报. 2009(03)
[2]AZ31镁合金板料等温拉深[J]. 范立坤,王荣,张平,丁文江.  热加工工艺. 2008(03)
[3]铝合金激光-钨极氩弧双面焊的焊接特性[J]. 陈彦宾,苗玉刚,李俐群,吴林.  中国激光. 2007(12)
[4]叠轧深变形制备的超细晶Al-1%Mg合金组织与热稳定性[J]. 赵恩军,邢振环,管仁国,李江委,王付兴.  轻合金加工技术. 2007(11)
[5]镁合金变形细化晶粒的研究现状[J]. 凌人蛟,王姗.  航天制造技术. 2007(05)
[6]AA8009合金与2618合金搅拌摩擦焊接头组织性能研究[J]. 魏少锋,肖于德,丁荣辉,黎文献.  焊接技术. 2007(04)
[7]Al-Mg系铝合金超塑性薄壁管材[J]. 刘黎明,陶华,肖于德.  中南大学学报(自然科学版). 2007(04)
[8]2219铝合金搅拌摩擦焊焊接接头的疲劳性能[J]. 周曙君,邢丽,柯黎明,杨学勤,李成刚.  失效分析与预防. 2007(03)
[9]累积叠轧连接技术及其研究进展[J]. 侯红亮,王耀奇,赵祖德.  航空制造技术. 2007(08)
[10]铝合金激光焊接的工艺特点及发展现状[J]. 胡敏英,吴志生,赵菲,殷瑞峰.  热加工工艺. 2007(15)

硕士论文
[1]铝合金超塑性差温拉深研究[D]. 时张杰.南京航空航天大学 2007



本文编号：2936775