振動對7055鋁合金蠕變時效成形的影響.pdf

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1、第34卷第3期航空材料學(xué)報V01．34．No．32014年6月JOURNALOFAERONAUTICALMATERIALSJune2014振動對7055鋁合金蠕變時效成形的影響王宇，鄧運(yùn)來，康建可，張勁(1．中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，長沙410083；2．中南大學(xué)輕合金研究院高性能復(fù)雜制造重點實驗室，長沙410012)摘要：采用自制單曲率蠕變成形模具和振動試驗平臺，在淬火態(tài)7055鋁合金板材蠕變時效成形過程中引入振動作用。研究了成形曲率、溫度與振動方式對試樣回彈量、力學(xué)性能和微觀組織的影響。結(jié)果表明：在

2、一定時間范圍內(nèi)，振動蠕變成形加速應(yīng)力松弛，降低回彈量；促進(jìn)鋁合金的強(qiáng)化相析出且分布更加彌散；提高強(qiáng)度。在本文的試驗條件下(120℃／24h)，引入振動使峰值時效試樣的強(qiáng)度提高7％，回彈量降低12．3％。關(guān)鍵詞：振動蠕變時效成形；回彈；微觀組織；7055鋁合金doi：10．11868／j．issn．1005-5053．2014．3．013中圖分類號：TG166．3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1005—5053(2014)03—0081—05蠕變時效成形(CreepAgeForming，CAF)是使研究對象，將振

3、動引入7055蠕變時效過程中，探索金屬在低于屈服強(qiáng)度的應(yīng)力場和熱時效溫度場共同振動蠕變時效成形對7055合金蠕變時效的回彈量、作用下發(fā)生蠕變變形，獲得相應(yīng)的形狀和性能的工力學(xué)性能和微觀組織的影響，可為發(fā)展CAF工藝方藝方法。利用該工藝成形的構(gòu)件具有殘余應(yīng)力法提供參考。水平低、構(gòu)件性能優(yōu)異、表面質(zhì)量高等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于鋁合金機(jī)翼、整體壁板等構(gòu)件的制1實驗方法造-6]。CAF技術(shù)的關(guān)鍵在于能否準(zhǔn)確預(yù)測構(gòu)件的回彈量和有效地調(diào)控起強(qiáng)化作用的納米級第二相的析出行為，從而使構(gòu)件的形狀和性能與服役環(huán)境1．1材料與

4、工藝方法相適應(yīng)。在鋁合金的熱時效過程中引入一定幅度的循環(huán)實驗采用自制的彎曲蠕變成形模具，模具的組載荷，循環(huán)載荷應(yīng)力場與蠕變成形的內(nèi)應(yīng)力場相互裝如圖1所示，主要由凸模(c)、凹模(d)和緊固螺疊加，當(dāng)疊加應(yīng)力大于構(gòu)件的屈服極限時，構(gòu)件局部桿(b)組成，裝配時板料置于凹模與凸模之間，通過會發(fā)生微小塑性變形，從而影響僅依靠蠕變或應(yīng)力凸模與凹模上設(shè)置的緊固螺桿實現(xiàn)板料的貼模松馳達(dá)到成形目的經(jīng)典蠕變成形過程的變形總量與定形。強(qiáng)化相析出行為’。本工作前期研究中曾將振動本實驗材料為試驗室自制的7055鋁合金熱軋引入2X

5、XX系合金的蠕變時效過程中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，振板，其化學(xué)成分如表1所示。割取多塊尺寸為動蠕變時效成形能大幅度降低回彈量、縮短蠕變成230mm×130mm×5mm的樣品，經(jīng)470℃／1h固溶+形的時間、提高試樣的強(qiáng)度等力學(xué)性能。室溫水淬火后分為兩組，分別在自制的單曲率蠕變?nèi)欢P(guān)于振動引入對7×××鋁合金蠕變時時效模具(如圖1所示)上進(jìn)行普通的蠕變時效成效成形的影響尚未見報道。本研究以7055合金為形實驗(以下簡記為SCAF)和振動蠕變時效實驗(以下簡記為VCAF)，具體實驗方案如表2所示。表1實驗用7055合金

6、化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)／％)收稿日期：2013—11．12；修訂日期：2014．04．08Table1Chemicalcompositionofthetested基金項目：國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃資助項目7055A1alloy(massfraction／％)(2010CB731700)，(2012CB619501)；國家自然科學(xué)基金(No．51375503)作者簡介：王宇(1989一)，男，碩士，復(fù)合能場蠕變時效成型技術(shù)；(E—mail)wangyu19890402@163．corn通信作者：鄧運(yùn)來，男，教授

7、，(E—mail)luckdeng@CSU．edu．cn。第3期7055鋁合金振動蠕變時效成形研究85loys[J]．InternationalMaterialsReviews，2005，50(4)參考文獻(xiàn)：P．193—215．[1]STARKEEA，STALEYJT．Applicationofmodernalumi．[8]WALKERCA，WADDELLAJ．JohnstonDJ．Vibratorynunalloystoaircraft[J]．ProgressinAerospaceSciences．st

8、ressrelief-aninvestigationoftheunderlyingprocesses1996，32(2)：131—172．[J]．ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngi—[2]HOLMANMC．Autoclaveageforminglargealuminumair—neers，PartE：JournalofProcessMechanicalEngineering，