高强韧稀土镁合金筋板类构件等温精锻工艺

主要研究高强韧稀土镁合金筋板类构件等温精锻工艺及随后的锻件微观组织与性能的控制。通过Deform软件对典型筋板类构件的等温精锻工艺进行模拟研究,通过分析等温精锻工艺过程中金属材料的流动趋势及可能出现的问题,提出相应的解决方案,在随后的实验过程中,成功成形出具有高筋薄腹板的典型筋板类锻件。研究结果表明:筋板类构件等温精锻过程中在两个侧筋相交的位置充填最为困难,利用有限元方法对坯料尺寸进行优化设计,有效地改善了金属在复杂模具型腔内的充填能力,并降低了等温成形载荷,成形出表面质量良好的稀土镁合金精锻件。通过200℃时效63 h后,高强韧稀土镁合金筋板类构件的强度达到峰值,其峰值抗拉、屈服强度和延伸率分别为371、243 MPa和4.07%。β’相和长周期相在基体上的弥散分布是锻件获得较高强度的主要原因。锻件断口在未时效处理状态下主要为韧性断裂,而随着时效过程的进行,断裂方式逐渐转变为准解理断裂。     

高强耐热镁合金陀螺仪支架精密锻造工艺

采用数值模拟的方法研究了高强耐热镁合金陀螺仪支架的等温锻造过程,分析了坯料形状、锻造方案对构件成形过程中金属流动行为的影响,根据模拟的结果制定了相应的成形方案,并成功锻造出了高强耐热镁合金陀螺仪支架锻件.对该锻件进行了时效热处理工艺研究,得出优化的时效处理制度为200℃ ×63 h.在该时效制度下,材料的室温抗拉强度达到了371MPa,屈服强度达到243MPa,伸长率达4.1％     

超高强韧稀土镁合金直筒段锻造成形工艺

基于航天型号对超高强韧稀土镁合金构件产品的迫切需求,本文以航天器中的直筒段产品为研究对象,采用近等温锻造挤压成形工艺技术,开展VW84M高强韧稀土镁合金材料的锻造工艺性能研究,分析了直筒段的工艺结构特点,制定了直筒段的锻造成形工艺,通过三维建模、数值模拟技术和成形工艺试验,研究了直筒段的成形过程,分析了坯料的金属流动、温度变化特点,并通过成形工艺试验试制出锻件产品。结果表明,VW84M稀土镁合金在440 ℃的锻造温度时,在合适的挤压速度下具备良好的塑性成形性能,该材料具备实际工程应用能力;数值模拟得到的挤压载荷为64.72 MN,实际挤压载荷为60 MN,相差7.8 %,数值模拟结果与工程试验有较高的结合度;工艺试验得到的直筒锻产品,切、轴向力学性能指标优于预期,抗拉强度不小于340 MPa、屈服强度不小于210 MPa、延伸率不小于6 %的指标值。直筒段产品金属流线分布较为均匀,切向力学性能优于轴向。     

铝合金、镁合金等温精锻新工艺

本文述及铝、镁合金等温精锻工艺及设备、模具设计及其加热系统等方面的内容,文末介绍了作者所在厂典型等温精锻件的经济效益分析。     

时效处理对高强耐热镁合金等温模锻件组织与性能的影响

采用锻后直接时效处理的方法研究了时效处理工艺对高强耐热镁合金等温模锻件的组织与性能的影响,分析了其时效强化过程中第二相的形成及时效处理制度相关的断裂行为,得出了其时效强化的内在机理及优化的锻后时效制度.研究表明优化的时效处理制度为200℃×63 h.在该时效制度下,材料的室温抗拉强度达到了371MPa,屈服强度达到243 MPa,伸长率达4.1％     

钛合金筋板类构件局部加载成形有限元仿真分析中的摩擦及其影响

局部加载等温成形为大型钛合金筋板类构件省力、高性能成形制造提供了有效的途径。然而其成形过程复杂,材料参数、几何参数、工艺参数高度耦合作用,精确预测困难。有限元仿真为此类复杂成形问题的分析和优化提供了有力的工具。而摩擦模型和摩擦条件是数值模拟的重要边界条件之一,影响到预测结果的精度及可靠性。本文着重分析了库伦摩擦模型、剪切摩擦模型、库伦-剪切摩擦模型、库伦-粘着摩擦模型以及摩擦大小对筋板类构件局部加载成形仿真分析结果的影响。研究结果表明:剪切摩擦模型适用于局部加载成形过程的建模仿真;确定精确的摩擦条件可降低载荷预测误差15%以上;主动调控局部区域摩擦条件可改善局部加载成形过程的充填、减少缺陷。     

MB26 镁合金复杂结构件等温模锻过程的数值模拟与缺陷控制

采用DEFORM-3D有限元软件对MB26镁合金复杂结构件等温模锻工艺过程进行了数值模拟,直观地反映了锻件成形过程中的应力分布、金属流动趋势以及成形效果,分析了折叠、流线不顺等缺陷产生的原因.通过数值分析得出了合理的坯料形状、模具形式及成形工艺参数,消除了成形中可能出现的缺陷.     

等温锻造Mg-10Gd-2Y-0.5Zn-0.3Zr稀土镁合金组织性能

利用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对原始锻态、等温锻造和时效处理后Mg-10Gd-2Y-0.5Zn-0.3Zr合金的微观组织进行分析研究。结果表明:等温锻造合金晶粒相对于原始锻态合金细化不明显,但大量的第二相在基体中的弥散析出是等温锻造合金强度略有上升的主要原因;合金在200℃时效过程中,随着时效时间的延长,越来越多细小颗粒及层片状强化相在基体中析出,其最优的时效工艺为200℃/60h;峰值时效合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为379 MPa、245 MPa和4.6%;β'相和长周期相(long period stacking order,LPSO)的大量弥散地在基体中析出是峰值时效合金的主要强化机制。     

TA15钛合金支臂近等温锻造工艺

TA15钛合金支臂是某机承力构件,采用近等温锻造工艺,将近等温锻造成形技术应用于TA15钛合金支臂难变形合金外形复杂锻件生产,通过控制模具温度在坯料加热温度以下某一范围内,避免锻造过程中温升并使坯料处在较高塑性区,有效降低材料流动抗力,提高锻件组织均匀性、一致性,生产出组织性能合格锻件.     

钛合金复杂结构件等温精锻成形工艺与应用

介绍了现代飞机结构设计中使用钛合金的发展趋势,以及以Ti-10V-2 Fe-3Al合金材料的飞机复杂结构等温精锻工艺和典型精锻件的研究实例。     

稀土镁合金强韧性设计与开发

镁合金作为最轻质的结构材料,在电子产品及汽车工业领域具有广泛的应用前景。相比于非稀土镁合金,稀土镁合金具有强度高且高温性能好的优点,而成为研究热点之一。本文重点介绍了高稀土含量镁合金和低稀土含量镁合金的强韧化方法。高稀土含量的镁合金可以调控三角分布的棱柱面片状析出相β',阻碍位错滑移,提高合金强度。低稀土含量的镁合金可以采用表面机械研磨处理方法得到表面含有纳米晶中心含有孪晶的梯度组织,利用细晶强化和孪晶强化提高合金强度。     

LY12合金大型翼片超塑性等温精锻技术

本文对大型薄腹板筋型翼片在5×10_4kN液压机上采用超塑性等温精锻工艺的原因作了较为详尽的分析,并叙述了实现LY12合金翼片超塑性等温精锻技术的工艺参数、模具结构设计、坯料外形尺寸和润滑剂的要点,最后介绍了翼片锻件上穿筋、折叠、缩孔等缺陷的产生原因及消除缺陷的方法。     

高强Al-Cu-Li-X铝锂合金2A97三级时效工艺及性能研究

以新型高强Al-Gu-Li-X铝锂合金2A97为研究对象,通过拉伸试验研究两种三级时效工艺及其改型工艺对合金性能的影响.结果表明,含有δ′相二次析出过程的三级时效和含有δ′相回溶过程的三级时效处理合金的强度和塑性达到T6峰值时效水平,三级时效改型工艺由于增加变形使前者合金的强度升高,塑性降低,使后者的强度显著提高.三级时效和单级时效合金的主要显微组织有δ′相、θ″/θ′相和T1相.三级时效改型工艺由于增加变形促进δ′相析出和δ′相回溶,同时变形促进T1相析出,从而改变了主要强化相δ′相和T1相的数量.     

铝合金、镁合金等温精锻工艺参数的选择

本文通过分析等温精锻工艺特点,叙述了用正交试验方法,探讨在等温精锻过程中三个主要工艺参数(加热温度、加压压力、保压时间)的选择。     

7A99铝合金锻件双级时效组织性能

采用金相、扫描电镜、透射电镜分析及拉伸性能和断裂韧度试验等手段,研究了7A99铝合金锻件双级时效处理后的组织和性能。结果表明:7A99铝合金锻件经过120℃/4h+165℃/8 h双级时效处理后的抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为548 MPa,513 MPa,12.0%和38.2%IACS;锻件的L-T向断裂韧度为30.5 MPa·m1/2,锻件显示了较好的强韧匹配和耐蚀性;合金的断裂方式为穿晶韧窝断裂方式;主要沉淀相为η'相和η相。     

MB26高强度稀土镁合金铸锭直接锻造工艺试验

介绍了MB26稀土镁合金铸绽锻造成形的工艺试验过程；论述了铸锭时效处理、均化处理和不同情况的拔长改锻，以及不同变形程度对MB26铸锭的锻造性能、锻造工艺和力学性能的影响；同时还与棒材锻件做了交叉对比试验研究，试验结果表明，用MB26铸锭锻造是可行的。     

热处理对β相区形变热处理TC21钛合金锻件组织性能的影响

研究了不同热处理制度对β相区形变热处理的TC21钛合金锻件组织及性能的影响.试验结果表明:不同热处理制度对TC21钛合金等温锻件的组织性能有显著的影响.仅经形变热处理后的锻件显微组织不均匀,强度可高达1,400MPa,但塑性较低;经强韧化处理后的锻件显微组织为:层次感强、编织度较好的网篮组织,在获得较高强度的同时,塑性下降不多;经淬火时效处理后的锻件显微组织中的α相编织度较好,锻件强度、塑性获得较佳匹配;等温退火后锻件的显微组织为:α相尺寸合适、编织度较佳的网篮组织,但强度有所下降,塑性未有提高.淬火时效处理为推荐的较佳热处理制度.     

直接时效喷射成形GH4169合金的组织和性能

采用扫描式双喷嘴喷射成形装置制备了大尺寸GH4169沉积坯,经热等静压和热模锻得到了直径600mm的模锻件.研究了直接时效(DA)热处理对喷射成形GH4169合金的显微组织和力学性能的影响.结果表明:直接时效喷射成形GH4169合金晶粒细小均匀,晶粒度在ASTM10左右,其第二相主要有δ相、碳氮化物、γ'相和γ'相.与喷射成形标准热处理态和常规变形直接时效态GH4169合金相比,直接时效喷射成形GH4169合金的拉伸和持久性能较高.     

高强铝合金板材电脉冲辅助时效热处理工艺研究

以2219铝合金轧制板材为研究对象,通过仿真分析、电脉冲辅助时效热处理试验、拉伸力学性能测试和透射电镜观察,系统研究了低密度电脉冲对板材时效热处理过程中电流密度分布、焦耳热效应及其时效后的力学性能与析出相微观组织的影响。结果表明:电脉冲辅助时效热处理过程中,板材峰值电流密度呈中心对称分布;80 A/cm2低密度脉冲电流作用下,板材大部分区域的峰值电流密度值在40~120A/cm2范围,温升最大不超过1℃。与常规时效工艺相比,电脉冲辅助时效热处理工艺促进了晶内强化相析出进程,同时改善了晶内析出相分布,使板材峰时效时间从15h缩短到10h,峰时效屈服强度也从283MPa提升到303MPa。综上所述,电脉冲辅助时效工艺有利于缩短铝合金板材时效热处理周期并改善峰时效力学性能。     

大型航空关键构件整体精密模锻成形技术研究进展

随着航空产业的快速发展,大型、整体、精密和高性能的模锻件在航空关键构件中的占比不断提高。航空关键构件尺寸的增大、复杂程度的增加以及材料强度的提高,给大型航空关键构件的整体模锻成形带来了巨大挑战。首先介绍了实现大型航空关键构件整体模锻成形面临的关键挑战以及解决途径,然后综述了整体精密模锻成形技术在典型大型航空关键构件如飞机承力框、起落架和发动机涡轮盘中的研究进展,最后对大型航空关键构件整体模锻成形技术的未来发展前景进行了展望。