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1、第25卷第4期材料热处理学报Vol.25No.42004年8月TRANSACTIONSOFMATERIALSANDHEATTREATMENTAugust2004工业铝合金5182和6016的超塑性研究张艳姝,周义,金泉林(北京机电研究所,北京100083)摘要:研究了普通冷冲压成形的工业铝合金5182和6016的超塑性能。经超塑单向拉伸试验和自由胀形试验表明,-3铝合金5182在温度为500℃,应变速率为8133×10Ps时,材料的伸长率达到200%,应变速率敏感性指数m值达到0124,具有一定的超塑性;而6016合金在500℃时的伸长率为
2、89%,应变速率敏感性指数m值为0113,超塑性较差。关键词:工业铝合金;超塑性;自由胀形中图分类号:TG14612文献标识码:A文章编号:100926264(2004)0420033204-3-1-2-1近年来,应用铝镁等轻型合金板材取代钢板,超1167×10s～3133×10s。拉伸试样为板状试[1]塑性成形汽车覆盖件是车身减重的重要方法之一。样,钼丝切割加工尺寸见图2。但铝合金在冷冲压成形中存在着回弹大和塑性低的表1铝合金5182和6016的化学成分缺点,制约了铝合金在汽车覆盖件成形上的应用。应Table1Chemicalcompos
3、itionof5182and6016aluminumalloys用超塑成形技术可以解决这个问题。AlloysSiFeCuMnMgAl目前,国外应用于超塑成形汽车覆盖件的铝板多51820120013501150120～01504100～5100balance[2,3]为经过工艺改进的5083专用铝板,其超塑性能60160～11500150012001200125～0160balance好,但只有少数公司形成了批量生产能力,故成本较高,难以得到广泛的应用,因此对工业铝合金直接应112自由胀形试验方法用于超塑成形的可行性和经济性研究成为当前汽车自
4、由胀形是在圆筒状凹模上气压胀形板状试样,公司关注的热点之一。本文对两款工业铝合金5182考察材料在二维应力作用下的变形能力。和6016的超塑性能进行了试验研究,得出了铝合金自由胀形的圆筒凹模内径为90mm,外径为5182和6016的超塑性能参数,为以后工业铝合金超110mm,凹模圆角为3mm。铝合金坯料尺寸为140mm塑成形的应用提供基础。×140mm×1mm。为了便于考察坯料变形后的变薄,对原始坯料平面进行了网格划分,通过变形后平面方1试验材料和方法向的网格变形换算出材料的变薄量。试验材料为工业铝合金5182和6016板材,初始壁厚均为1
5、mm。表1给出了铝合金5182和6016的化2试验结果及分析学成分。试验所用材料的原始组织如图1所示,其中211拉伸试验结果及分析铝合金5182、6016的原始组织均为等轴晶粒,平均晶图3为铝合金5182拉伸试验结果。其中图3(a)粒尺寸分别为55μm、40μm。为铝合金5182在不同应变速率下的伸长率2温度曲111拉伸试验方法线,图3(b)为铝合金5182在不同温度下的应力2应变拉伸试验是在INSTRON1185万能材料试验机上速率曲线,图3(c)为铝合金5182的m值2温度曲线。进行的。试验温度为350℃～500℃,初始应变速率为从图3
6、可以看出,铝合金5182具有一定的超塑性能。由图3(a)伸长率2温度曲线看出,伸长率随着-3-1收稿日期:2003212218;修订日期:2004207215温度的提高而增加。当应变速率在8133×10s基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目时,温度500℃上的伸长率波峰值达到200%。由图3(2002AA336020)(b)看,不同温度下应力2应变速率曲线的变化趋势基作者简介:张艳姝(1976～),女,北京机电研究所材料工程技术研本一致,总体上流动应力随温度的上升而下降,随应究中心,博士研究生,主要从事塑性成形及其数值模拟
7、技术的研究,E2mail:zys@eforming.net.变速率的降低而减小。图3(c)给出了不同温度下铝©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net34材料热处理学报第25卷图1铝合金5182和6016的原始组织originalmicrostructuresofaluminumalloys5182and6016(a)5182aluminumalloy;(b)6016aluminumalloy合金5
8、182的应变速率敏感性指数m。虽然在450℃时曲线呈现较小的波峰,但从整体来看,m值随着温度的增加而升高。虽然450℃时m值较高,但此温度下伸长率远远小于500℃,所以可以选择5
