冷变形对7075铝合金模锻件淬火残余应力的影响

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1、中南工业大学硕士学位论文冷变形对7075铝合金模锻件淬火残余应力的影响姓名：曹金荣申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：杨扬2000中南T业大学研究生毕业论文冷变形对7075铝合金模锻件淬火残余应力的影响摘要为改善7075铝合金锥壳模锻件淬火残余内应力分布，进行了数值模拟和实验研究。7075铝合金大型模锻件，都需要经过淬火热处理来提高力学性能，然而，淬火处理又会产生很大的热应力和残余应力。这种不均匀的热应力和残余应力不但会造成淬火裂纹，影响锻件的耐蚀性，而且使锻件机加工变形和使用过程中尺寸变形。在查阅了大量的文献的基础上，作者归纳总结了预防和消除

2、高强铝合会淬火残余应力的方法和残余应力研究新的进展。理论研究方面，运用有限元法，对7075铝合金锥壳模拟模锻件的淬火过程及随后的模压冷变形矫正过程，进行了数值模拟计算。较详细地分析了7075铝合金淬火冷却过程中，温度场的分布与变化；热应力的分布与变化；淬火残余应力的大小与分布；模压冷变形过程中，内应力的变化及卸载后的残余应力大小与分布：结合计算结果，对7075铝合金淬火残余应力的产生及冷变形对淬火残余应力的影响进行了分析讨论。一一，实验方面，采用先进的整体热模锻法，制备了10：l的7075铝合金锥壳锻件试件，并运用X射线衍射测试技术，研究了淬火态及经六种

3、不同模压冷变形量后，锻件表面残余应力的相对大小及变化规律。根据理论计算和实验结果，建立了一个简单的解释冷变形消除淬火残余应力的模型。实验和理论结果分析表明，两者在定性方面有较好的一致性。实验和理论结果分析还表明，模压冷变形是消除7075铝合金锥壳模锻件淬火残余内应力的一种有效方法；施加大约4．0％左右的冷变形量，将显著降低锻件的残余内应力。、关键词：7075铝合金模锻件淬火处理残余应力冷变形X射线衍射弹塑性有限元法中南工业大学研究生毕业论文StudyonMinimizingtheResidualStressesinthe7075alloyDie-Forg

4、edShellAbstractTheoreticalandexperimentalworkarecarriedoutonthemi’ni’mi‘zi‘ngresidualstressesinthe7075alloyshellThecolddie—forgingmethodtotheminimizingoftheresidualstressesinthehotdie-forged7075alloyproductwas．developed，X—raytechniquewasusedtomeasuretheinternalresidualstressesint

5、hequenchedanddifferentcoldcompressed7075alloyshell。FEMwasusedtocalculatethetemperaturedistributionduringthequenchingtreatment，theresidualstressesinthequenchedanddifferentcoldcompressed7075alloy。Theexperimentalandtheoreticalresultshaveshownthattheresidualstressesinthealloydie-forg

6、edshellofthe7075alloywasremarkablyreducedafter4．O％strainofcoldcompressdeformationKeywords：7075alloydie—forgingquenchingtreatmentresidualstresscoldcompressdeformationX—raydiffractionFEM史壶坠唆翊!进趁速=’：第一章文献综述1．1残余应力研究发展概况1．1．1研究简况及分类1841年费．伊诺伊曼在柏林皇家科学院宣读了一篇文章“1，题为“光线在压缩体或非均匀加热的晶体中的双折射

7、定理”。该文第一次从理论上研究和阐明固体由热膨胀而引起残余内应力的原理。二十年后，阿．韦勒“3在研究火车轮轴断裂的论文之中，第～此次准确描绘工程零件中弯曲残余应力的分布曲线。1911年埃．海因和奥．包尔03提出了第～个实用的测量残余应力分布的方法。1914年埃．海因01第一次发表了关于金属材料中残余应力的概况性文章。在他的基础上，1925年格．马辛[41经过仔细的研究后，将残余应力分为三种，并用罗马数字分别把它们标记为I、II、Ⅲ类残余应力。①第1类残余应力是指存在于材料的较大范围(大块晶粒群)之间的、而在这一个大区域内几乎是均匀分布的应力。在整个物体的

8、每一个截面上，与第1类残余应力有关的内力和内力矩是平衡的。当具有第1类残余应力物