LY12蠕变时效成形机制及回弹规律研究

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1、LYl2蠕变时效成形机制及回弹规律研究马振武，童国权，陈峰，崔保金(南京航空航天大学机电学院，南京210016)【摘要】研究了LYl2的蠕变时效成形过程中第二相的析出演变特征，从微观角度分析了蠕变时效成形的强化机制。修正蠕变本构方程并开发为ABAQUS／CREEP，模拟研究了时效时间、时效温度和预弯半径对回弹规律的影响，建立了回弹函数。验证结果表明，回弹函数的计算准确率较高。关键词：蠕变时效；成形机制；回弹规律；模拟InvestigationoftheCreepAgeFormingMechanismandSpringbackBehavi

2、orofLYl2MAZhenwu，TONGGuoquan，CHENFeng，CUIBaojin(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)【ABSTRACT】BasedonthegoalofcreepageformingofLYl2，wehavestudiedtheevolutioncharacteristicsofthesec-ondphasewhichwas

3、precipitatedandanalyzedthestrengtheningmechanismfromthepointsofmicroscopicview．InthearticlewemodifiedtheconstitutiveequationofcreepanddevelopedABAQUS／CREEEsimulatedtheagingtime，agingtemperatureandprebendingradiusinfluencingonspringbacklaws，establishunifiedspringbacksimul

4、ationfunction．Thefeasibilityofthismethodcanbeprovedbycomparingthecalculatedvalueandexperimentalvalue．Keywords：Creepageforming；Formingmechanism；Springbacklaw；SimulationDOh10．160800．issnl671—833x．2017．05．067蠕变时效成形是一种将蠕变成形与时效强化相结合的金属成形工艺。成形后的零件具有强度高，韧性好、耐疲劳和应力腐蚀性能好的特点。因此，蠕变

5、时效成形被认为是最有发展前景的航空制造工艺之一。典型的蠕变时效成形工艺包括弹性加载、蠕变时效和卸载回弹3个步骤[I-3]v在国外，这项工艺已获得深入研究并已应用于实际生产。例如：BAE航空公司制造的Hawk飞机的上机翼板；湾流GIV的上机翼板；B一1B远程轰炸机和空客A330／A340客机的机翼制造都采用了该工艺。在国内，该工艺的研究主要集中于各高校和科研院所，且处于基础研究阶段[1-310随着我国大飞机项目的开展，该工艺迫切需要发展。蠕变时效阶段，强化相析出，使材料的微观组织发生改变，材料的屈服强度发生相应的变化。铝合金的时效过程复杂

6、，各合金系的时效序列不同，LYl2铝合金的蠕变时效微观组织转变研究较少。为获取最佳材料性能，时效时间不能无限长，因此，蠕变时效回弹不可消除。现有的建立回弹函数的试验方法，周期较长，费用较高。本文以飞机壁板广泛采用的LYl2铝合金为对象，研究其蠕变时效过程的微观组织演变特征。开发ABAQUS／CREEP，提出模拟研究蠕变时效回弹规律的方法。1试验材料与方法试验所用材料为轧制LYl2铝合金板材，厚度为2．0mm，热处理工艺为淬火和自然时效(CZ)，其化学成分见表1。在加热炉内进行固溶处理，固溶再结晶温度为500℃，时间为1h【4】。按照国家

7、标准fGB／T2039--2012)巧】制备试样，如图1所示，在持久蠕变试验机上进行蠕变拉伸试验。蠕变时效温度分别为160oC、175℃、190℃和210℃，蠕变时效时间分别为0．5h、3h、6h、12h、18h和24h，蠕变应力分别为150MPa、175MPa、200MPa和225MPa。透射样品制备方法：样品机械减薄至0．08mm左右，然后进行双喷减薄。使用JEM一2010F型透射电镜进行TEM分析，加速电压为200kV【6{J。表12化学成分表si艮QlMnMgCrzn，】’i其他Al050O．503．8～4．9()．30—091

8、．2～i．80．100．250．150．15余量2017年第5期·航空制造技术67研究论文RESEARCH图1蠕变拉伸试样Fig．1Creeptensilesample2结果与分析2．1蠕变时效强化机制2．