2219铝合金带筋条板材蠕变时效成形试验研究

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1、制造技术研究2014年8月第4期2219铝合金带筋条板材蠕变时效成形试验研究11112万李杨浩亮丁鹏飞周世杰林建国（1.首都航天机械公司，北京100076；2.帝国理工大学，伦敦SW72AZ）摘要：采用蠕变时效成形技术成形的带筋条壁板，在成形过程中，由于力的加载，加快了稳定相的形成，同时也诱发了惯析面上稳定相的析出，使得经蠕变时效后成形的壁板整体性能得到加强；通过蠕变本构方程的建立，能较好地预测壁板成形后半径，使得壁板型面精度得到大大提高。关键词：2219铝合金；带筋壁板；蠕变时效成形；本构方程StudyontheCreepAgeFormingofIso-gridPanelof

2、221911112WanLiYangHaoliangDingPengfeiZhouShijieLinJianguo(1.CapitalAerospaceMachineryCompany,Beijing100076;2.ImperialCollegeLondon,LondonSW72AZ)Abstract：Fortheloading,iso-gridpanelmanufacturedbycreepageforming,acceleratesthedepletionofthesoluteintoprecipitates,inducestheprecipitatesformingon

3、thehabitplane,strengthensthepropertyofthepanel;Constitutiveequationofthecreepageforming,canpredicttheradiusofthepanelandimprovetheaccuracyofthepanel.Keywords：2219aluminium；iso-gridpanel；creepageforming；constitutiveequation1引言加工性能好，在航空航天领域具有广泛的应用前景。本文对2219铝铜合金进行蠕变试验，并验证其成形在宇航类产品中，带筋条板材是壁板类零件重

4、要性能。组成部分。在以往的制造过程中，此类产品一般采用压弯、滚弯、喷丸成形等方法。压弯、滚弯成形后的2试样制备与试验方法带筋条板材壁厚、加工精度及尺寸稳定性均存在一定的不足。时效成形技术是将板材放置在模具上，在一试验用料为2219铝铜系可热处理强化合金，采定温度下，保持一定的时间，利用金属的蠕变特性，用铝合金6mm板材。其化学成分如表1所示。[1]在时效的同时，完成成形过程。在此过程中，材料表12219铝合金主要化学成分经过时效强化和应力松弛两个阶段，在改善材料微观CuMnTiSiFeMgZnAl组织的同时，通过蠕变和应力松弛，释放材料的应力，6.130.340.060.070

5、.180.010.03Bal.在达到零件成形所需要的外形精度的同时，释放零件内部的残余应力，增强零件的应力腐蚀性能，提高材标准试样的选取沿板材轧制方向，加工成标准试料的力学性能。与喷丸成形相比，由于添加了时效的样进行基础性能测试；成形样件从板材上切割后，加步骤，可成形时效强化的合金，并且对零件外形具有工成220mm×60mm×6mm大小，用于成形试验。试样更大的覆盖性[2～4]。由于其初始状态非T4状态，因此，首先进行固溶2219铝合金属Al-Cu系，为可热处理强化合金，（535℃），然后快速取出，放置在冷水中（室温）淬作者简介：万李（1973-），博士，材料专业；研究方向：铝

6、合金塑性成形。收稿日期：2014-08-0436制造技术研究航天制造技术火30min，之后在冰箱中放置，保持其状态，再进行于有外力的加载，晶体内部的位错急剧增加，增加的蠕变时效。蠕变时效试验在定制的专用高温蠕变时效位错为稳定相的形成提供有利的条件，促使稳定相的电子实验机上进行。选取蠕变试验温度为175℃，应形核、长大，同时也引发了惯析面稳定相的析出。惯力分别为75～200MPa。拉伸试验在Instron5584试验析面稳定相的析出，对材料的力学性能强化起着显著机上进行。透射电子（TEM）显微分析用通用透射电的作用，有利于提高构件成形后的性能。镜，加速电压设置为200kV。3.2

7、蠕变试验蠕变试验温度在175℃条件下，分别施加75～3试验结果及分析200MPa等不同应力。不同的蠕变曲线如图2所示。从蠕变曲线看，不同应力条件下的蠕变曲线有着相同3.1TEM的趋势（符号线），即在本试验应力条件下，所有的图1a为未经蠕变的人工时效AA2219铝合金，从蠕变呈现两个阶段，第一阶段为蠕变速率递减阶段，图中可看到存在两种粒子：棒状粒子、球状粒子，分到达第二阶段时，其速率呈稳定阶段。但施加应力达布较为散落。棒状粒子经检测为CuAl2（θ相，稳定到200MPa时，标准试样出现细微的裂