振动对7055铝合金蠕变时效成形的影响.pdf

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1、第34卷第3期航空材料学报V01．34．No．32014年6月JOURNALOFAERONAUTICALMATERIALSJune2014振动对7055铝合金蠕变时效成形的影响王宇，邓运来，康建可，张劲(1．中南大学材料科学与工程学院，长沙410083；2．中南大学轻合金研究院高性能复杂制造重点实验室，长沙410012)摘要：采用自制单曲率蠕变成形模具和振动试验平台，在淬火态7055铝合金板材蠕变时效成形过程中引入振动作用。研究了成形曲率、温度与振动方式对试样回弹量、力学性能和微观组织的影响。结果表明：在

2、一定时间范围内，振动蠕变成形加速应力松弛，降低回弹量；促进铝合金的强化相析出且分布更加弥散；提高强度。在本文的试验条件下(120℃／24h)，引入振动使峰值时效试样的强度提高7％，回弹量降低12．3％。关键词：振动蠕变时效成形；回弹；微观组织；7055铝合金doi：10．11868／j．issn．1005-5053．2014．3．013中图分类号：TG166．3文献标识码：A文章编号：1005—5053(2014)03—0081—05蠕变时效成形(CreepAgeForming，CAF)是使研究对象，将振

3、动引入7055蠕变时效过程中，探索金属在低于屈服强度的应力场和热时效温度场共同振动蠕变时效成形对7055合金蠕变时效的回弹量、作用下发生蠕变变形，获得相应的形状和性能的工力学性能和微观组织的影响，可为发展CAF工艺方艺方法。利用该工艺成形的构件具有残余应力法提供参考。水平低、构件性能优异、表面质量高等优点，因此被广泛应用于铝合金机翼、整体壁板等构件的制1实验方法造-6]。CAF技术的关键在于能否准确预测构件的回弹量和有效地调控起强化作用的纳米级第二相的析出行为，从而使构件的形状和性能与服役环境1．1材料与

4、工艺方法相适应。在铝合金的热时效过程中引入一定幅度的循环实验采用自制的弯曲蠕变成形模具，模具的组载荷，循环载荷应力场与蠕变成形的内应力场相互装如图1所示，主要由凸模(c)、凹模(d)和紧固螺叠加，当叠加应力大于构件的屈服极限时，构件局部杆(b)组成，装配时板料置于凹模与凸模之间，通过会发生微小塑性变形，从而影响仅依靠蠕变或应力凸模与凹模上设置的紧固螺杆实现板料的贴模松驰达到成形目的经典蠕变成形过程的变形总量与定形。强化相析出行为’。本工作前期研究中曾将振动本实验材料为试验室自制的7055铝合金热轧引入2X

5、XX系合金的蠕变时效过程中，结果发现，振板，其化学成分如表1所示。割取多块尺寸为动蠕变时效成形能大幅度降低回弹量、缩短蠕变成230mm×130mm×5mm的样品，经470℃／1h固溶+形的时间、提高试样的强度等力学性能。室温水淬火后分为两组，分别在自制的单曲率蠕变然而，关于振动引入对7×××铝合金蠕变时时效模具(如图1所示)上进行普通的蠕变时效成效成形的影响尚未见报道。本研究以7055合金为形实验(以下简记为SCAF)和振动蠕变时效实验(以下简记为VCAF)，具体实验方案如表2所示。表1实验用7055合金

6、化学成分(质量分数／％)收稿日期：2013—11．12；修订日期：2014．04．08Table1Chemicalcompositionofthetested基金项目：国家重点基础研究发展计划资助项目7055A1alloy(massfraction／％)(2010CB731700)，(2012CB619501)；国家自然科学基金(No．51375503)作者简介：王宇(1989一)，男，硕士，复合能场蠕变时效成型技术；(E—mail)wangyu19890402@163．corn通信作者：邓运来，男，教授

7、，(E—mail)luckdeng@CSU．edu．cn。第3期7055铝合金振动蠕变时效成形研究85loys[J]．InternationalMaterialsReviews，2005，50(4)参考文献：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，