5a90铝锂合金中空双层结构spfdb组合工艺

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1、硕士学位论文5A90铝锂合金中空双层结构SPF/DB组合工艺SPF/DBPROCESSINGOFHOLLOWDOUBLE-LAYERSTRUCTUREFOR5A90Al-LiALLOY王瑞卓哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TG146.2学校代码：10213国际图书分类号：621.7密级：公开工程硕士学位论文5A90铝锂合金中空双层结构SPF/DB组合工艺.硕士研究生：王瑞卓导师：蒋少松副教授申请学位：工程硕士学科：材料工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG146.2U.D.C:621.7Diss

2、ertationfortheDegreeofM.Eng.SPF/DBPROCESSINGOFHOLLOWDOUBLE-LAYERSTRUCTUREFOR5A90Al-LiALLOYCandidate：WangRuizhuoSupervisor：Asso.Prof.JiangShaosongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MaterialsEngineeringAffiliation：SchoolofMaterialsSci.&Eng.DateofDefence：June,2015Degree-Conferring

3、-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要5A90铝锂合金与复合材料相比具有相似的减重优势，但其更容易二次加工成形。锂元素的添加，使合金在比强度和比刚度方面有明显的改进。本文主要针对5A90铝锂合金超塑性能和扩散连接性能进行研究，并在此基础上进行中空双层结构件的SPF/DB组合工艺的试验研究。在不同变形温度和应变速率的条件下，对5A90铝锂合金进行高温拉伸试验，分析各工艺参数对合金流动应力、应变、延伸率等的影响，得到5A90铝锂合金超-1塑成形最佳变形温度是400ºC，应变速率是0.001s，此时的延伸率为243.9

4、7%，及在实验参数范围内的本构方程。遵循正交设计原则，对5A90铝锂合金扩散连接性能进行了研究，分析连接温度、保温时间及表面粗糙度等工艺因素对扩散连接接头质量的影响。结果表明，当连接温度为540ºC、保温时间为2.5h、表面粗糙度为800#时，扩散连接接头具有较好的焊合率，达到99%左右，接头剪切试验表明断裂部位基本集中在母材处，最大接头剪切强度可以达到143MPa，且接头区域的组织与母材基本相同。根据高温拉伸试验结果，利用MARC进行中空双层结构件超塑成形过程的有-3-1限元模拟，确定了超塑成形工艺的最佳应变速率为1×10s，在该应变速率下，双层结构件壁厚分布比较均匀，仅在圆角过渡区域

5、出现减薄的趋势，且成形所需时间较短。根据厚度分布情况可以反求出成形过程中的时间-压力加载曲线，进而为后续的组合工艺提供指导。根据板材基本性能试验及有限元模拟结果，确定成形工艺参数，制定工艺流程，利用SPF/DB组合工艺成形得到外观质量良好的5A90铝锂合金中空双层结构件。最后，对结构件壁厚尺寸、扩散连接质量、成形件组织等进行分析，可以发现结构件壁厚分布均匀，略有减薄的现象，减薄最明显的部位为模具凹模圆角处，减薄到0.80mm左右，连接界面处基本不存在空洞，焊合率比较高，结构件晶粒长大趋势不明显。关键词：5A90铝锂合金；SPF/DB；中空双层结构；有限元模拟-I-哈尔滨工业大学工程硕士学

6、位论文Abstract5A90Al-Lialloycomparedwithcompositematerialswithsimilarweightadvantage,butitiseasiertosecondaryprocessingandforming.Addlithiumelement,alloyhasobviousimprovementinspecificstrengthandspecificstiffness.Thisarticlemainlystudiedsuperplasticityanddiffusionbondingpropertiesof5A90Al-Lialloy,an

7、donthebasisstudythehollowdoublelayerstructureoftheSPF/DBprocessExperimental.Undertheconditionofdifferentdeformationtemperatureandstrainrateo,hightemperaturetensiletestwascarriedoutonthe5A90Al-Lialloy,analysisofvariousp