5A06变形铝合金半固态坯料制备及其触变成形研究.pdf

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1、硕士学位论文5A06变形铝合金半固态坯料制备及其触变成形研究RESEARCHONPREPARATIONANDTHIXOFORMINGOFSEMI-SOLIDBILLETOF5A06WROUGHTALUMINUMALLOY肖信权哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TG319学校代码：10213国际图书分类号：621.7密级：公开工学硕士学位论文5A06变形铝合金半固态坯料制备及其触变成形研究硕士研究生：肖信权导师：姜巨福教授申请学位：工学硕士学科：材料加工工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedI

2、ndex:TG319U.D.C:621.7DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONPREPARATIONANDTHIXOFORMINGOFSEMI-SOLIDBILLETOF5A06WROUGHTALUMINUMALLOYCandidate：XiaoXinquanSupervisor：Prof.JiangJufuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsProcessingEngineeringAffiliation

3、：SchoolofMaterialsSci.&Eng.DateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要航空航天、武器装备、船舶海洋等领域内有很多结构件，如支架、连杆和角框架等，它们既具有较复杂的形状又具有较高的力学性能要求，如果采用传统铸造方式进行成形，产品的力学性能方面难以满足要求，如果采用传统锻造方法进行加工，生产成本高且材料利用率低，若采用半固态触变成形技术，则能够有效地实现控形及控性的一体化要求。本文基于半固态触变

4、成形技术背景，以5A06变形铝合金为原材料，对其等温处理过程中半固态组织的演变过程及影响因素进行了研究，并针对航天领域某典型铝合金支架形状尺寸特点及性能要求，对其半固态触变成形过程进行了数值模拟并进行了触变成形试验，最后，对成形件的微观组织和力学性能开展了研究，以期为变形铝合金半固态触变成形技术的进一步研究和工业化应用提供一定的理论和试验基础。采用锻态变形铝合金直接半固态等温处理方法制备了5A06变形铝合金半固态坯料，分析了保温时间和保温温度等参数对坯料微观组织的影响规律，并对坯料显微组织的演变过程与晶粒长大机制进行了讨论。结果表明，制备半固态坯料合适的工艺参数范围

5、为保温温度610~615℃，保温时间15~20min，其中最佳工艺参数为615℃时保温20min，对于较大尺寸的坯料来说，由于等温处理前材料中积攒的变形储存能不够多，WASSIT法制备的半固态坯料晶粒尺寸稍大，晶粒圆整度不高。进行了半固态等温压缩实验，获得了5A06铝合金的真应力-真应变曲线，将曲线数据导入到Deform-3D有限元软件中建立了材料模型，并模拟了支架半固态触变成形过程，对成形过程进行了分析并研究了不同工艺参数对成形过程的影响规律。结果说明，支架半固态触变成形比较合适的工艺参数为：坯料温度为615℃，凸模温度为350℃，凹模及顶杆温度为400℃，加载速

6、度为10mm/s。进行了半固态触变成形试验，讨论了工艺参数对成形件性能的影响规律，并分析了成形件不同位置的微观组织及力学性能。研究表明，采用半固态触变成形技术实现了该典型铝合金支架的一次性整体成形，成形出的制件具有很好的表面质量和完整的充填状态，材料利用率大大提高，在成形过程中晶粒发生了明显的塑性变形，产生了形变强化效果，提升了成形件的力学性能。关键词：5A06变形铝合金；半固态；数值模拟；触变成形-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTherearemanystructuralpartssuchasbrackets,connectingrods,an

7、dangleframesinthefieldsofaerospace,weapons,ships,oceansandsoon,whichhavebothcomplexshapesandhighmechanicalperformancerequirements.Itisdifficulttomeetthemechanicalpropertiesofthepartsifthetraditionalcastingisused,andifthetraditionalforgingisused,itinvolveshighproductioncostswithlowmat