2618A铝合金超塑性变形的研究

2618A铝合金试样经三种不同预处理工艺试验后,以恒定应变速率8.34×10~(-3)S~(-1)、不同温度(350～500℃)范围拉伸时,确定了最佳预处理工艺为固溶处理、温轧和再结晶;最佳应变速率为7.67×10~(-3)S~(-1),最佳变形温度为475℃,最高延伸率为240％,其最低流动应力为3MN/m~2。通过不同应变速率下拉伸试验表明,该合金对应变速率不甚敏感。粗大的不易变形的FeNiA19相粒子是合金在超塑性变形时不能获得高延伸率的一个原因。     

超高强铝合金LC9的超塑性研究

工业牌号超高强铝合金LC9经过两种不同方式的预处理后,在一定的温度和应变速率范围内呈现出良好的超塑性。材料经过形变热处理(TMT)后,在最佳超塑性条件下拉伸(T_(TMT)=515℃,ε_(TMT)=1.66×10~(-3)s~(-1)),获得很高的延伸率δ_(TMT)=1300％,低的流变应力σ_(TMT)=1.7MPa和高的应变速率敏感性指数m_(TMT)=0.66。经过简单锻造预处理后,在最佳超塑条件下(T_f=405℃、ε_f=1.66×10~(-3)s~(-1)),材料仍能获得δ_(f)=380％、σ_(f)=16MPa、m_(f)=0.3。TMT预处理中,η相粒子分布状态对获取微细组织起着决定性作用,η相的回溶降低了材料的空洞敏感性,抑制试样早期断裂。经过两种方式预处理的试样超塑性断裂形式分别为空洞型失稳断裂和颈缩型稳定断裂。     

超高强高韧马氏体时效钢热变形及航天应用研究

对于航天用超高强高韧C300马氏体时效钢来说,热加工过程中获得等轴细小的再结晶晶粒是实现该钢强韧性最佳匹配的关键环节。采用Gleeble-3800热模拟试验机在温度为850～1 150℃、应变速率为0.01～10 s~(-1)的条件下,对超高强高韧C300马氏体时效钢进行高温轴向压缩变形试验,获得了高温流变曲线,并观察变形后的金相组织。结果表明:C300马氏体时效钢的流变应力和峰值应变随着变形温度的升高和应变速率的降低而减小;试验钢在真应变为0.92、应变速率为0.01～10 s~(-1)的条件下,随着变形速率的提高,其发生完全动态再结晶的温度也逐渐升高,最佳热变形温度区间为1 050～1 150℃;测得试验钢的热变形激活能Q值为391.2 kJ/mol,建立了其热变形本构方程。结果能为C300马氏体钢的数值模拟和热加工工艺的制定提供理论基础。     

细晶TC21钛合金超塑性能及变形机制研究

研究了晶粒度为4μm的TC21钛合金在860～950℃温度范围和1×10-3s-1～5×10-4s-1应变速率范围内的超塑性拉伸行为。结果表明:在实验条件下,TC21钛合金表现出优异的超塑性,在温度890℃和应变速率5×10-4s-1时,具有最佳超塑性能,其延伸率超过1240%。TC21合金具有较高的应变速率敏感指数,最大值可达0.896。在较低应变速率条件下,计算得到的超塑性表观激活能为176kJ/mol,此时超塑性变形是受晶界扩散协调变形的晶界滑动机制;较高应变速率条件下的表观激活能为274kJ/mol,此时超塑性变形机制为位错运动协调的晶界滑动,同时动态再结晶也是合金超塑性变形的重要协调机制。     

LD10锻铝合金超塑性力学特性研究

超塑性拉伸试验表明,经超塑性预处理的棒状试样在经460℃、应变速率ε为3.33×10~(-3)S~(-1)条件下拉伸时获得延伸率δ为357％,流动应力口为20MPa。经超塑性预处理的板状试样在经460℃、δ为5×10~(-3)S~(-1)条件下拉伸时获延伸率δ为820％,流动应力口σ为48MPa。 试验证明,超塑性材料拉伸时的流动应力小于经过良好退火材料拉伸时的流动应力,在翼身较薄的铝合金翼片超塑性等温模锻时降低了设备吨位。     

铝合金Ly12超塑等温变形时力学行为的研究

本文研究了供应状态铝合金Ly_(12)软化处理工艺及其超塑等温镦粗和拉伸变形时的力学行为。研究结果表明,供应状态Ly_(12)经软化处理后,变形抗力能降低20～30％。软化处理后变形工艺参数是:变形温度均420～440℃;应变速率为5×10~(-3)/s;当流动应力在15MPa之前,不同温度下,一分钟内的应变量都不大,当流动应力大于20MPa之后,提高变形温度,应变量随时间的延长增加很快。为复杂薄腹板筋型件的超塑等温模锻提供了可参考的工艺参数。     

碳化硅在复合材料超塑变形中的作用

本对ＳｉＣｐ／ＭＲ６４复合材料的超塑性行了研究，在温度５１０℃，应变速率为８．．３３×１０＾－＾３Ｓ＾－＾１时延伸率达２１５％。ＳｉＣｐ对超塑形过程中的组织有很大影响，其中主要影响着晶粒长大和孔洞形核及长大。复合材料超塑性低的原因在于变形地平生大量孔洞。     

真空热处理炉在航天产品上的应用

自制真空热处理炉有效炉膛容积φ200×300mm,使用温度1200℃,极限真空度1.33×10~(-3)Pa。由室温边抽真空边加热到700℃,不超过40分钟,真空度不低于4×10~(-2)Pa;升温至1000℃仅60分钟;控温精度达±5℃;冷却速度:空炉从1100℃降至300℃仅35分钟,从300℃降至150℃2小时。用于GH169膜盒固溶并时效后呈银白色,无变形、强度和塑性达标;用于弹性合金3J_1高精度电液伺服阀零件的真空时效强化处理后,表面光亮、变形极小、全部合格;TC_4钛合金蓄压器经真空时效后,表面非常光亮,机械性能很高,沉淀硬化不锈钢工件经时效处理后可保持切削后的金属光泽,康铜箔退火后可保持冷轧材原始的光亮,铍青铜件处理后,不仅保持原有金黄色光泽,甚至比处理前更光亮,机械性能很高。     

三种工业镁合金超塑性的研究

本文对工业镁合金MB3、MB8、MB21在较大晶粒条件下呈现超塑性的可能性进行了研究。测定了最佳超塑性规范及应交速率敏感性指数m值等。结果表明,三种工业镁合金晶粒平均直径在20微米左右,卡头速度为O.5毫米/分,温度为375℃(MB3)、400℃(MB8)、350℃(MB21)的条件下,具有一般超塑性合金的力学特性,并且发现,MB8合金在400℃时以0.5毫米/分和2毫米/分的卡头速度拉伸时出现两个延伸率峰值,MB3合金在较大均匀变形后发生脆性断裂。     

基于应变量耦合的低成本Ti-Al-V-Fe合金本构关系

为了获取新型低成本Ti-Al-V-Fe合金热成形工艺窗口,研究了热加工参数为变形温度875~1100℃、应变速率0.001~1 s^-1、变形量70%的低成本Ti-Al-V-Fe合金热变形行为。结果表明:流变应力与变形温度成反比,与应变速率成正比,合金为典型负温度、正应变敏感材料。以热模拟实验数据为依据,运用多元线性回归方法,确定了材料常数与应变的函数关系,建立了基于应变量耦合的α+β两相区及β单相区Arrhennius本构方程,其耦合系数为0.98,表明建立的模型在给定任意应变量时可准确预测流变应力。根据热激活能,判别合金在不同相区软化机制,单相区为动态回复,两相区为动态再结晶。     

HTPB推进剂宽泛应变率下粘弹性本构模型研究

为研究HTPB推进剂的率相关性力学性能,采用材料万能试验机、液压试验机和分离式霍普金森压杆(SHPB),分别开展了低(1.67×10~(-4)~1.67×10~(-1)s~(-1))、中(1~100 s~(-1))、高(700~2 500 s~(-1))应变率的单轴压缩实验。实验结果表明,HTPB推进剂的压缩力学性能是率相关性,随应变率的升高,给定应变下的应力逐渐增大。采用广义非线性ZWT本构模型描述HTPB推进剂宽泛应变率下的压缩力学行为,模型预测与实验数据对比表明,模型中至少需要4个麦克斯韦元件。     

2214铝合金超塑性变形力学行为的研究

采用正交试验法确定了２２１４铝合金最佳预处理工艺参数，综合分析了各因子对合金超塑性能的影响，经过超细化预处理的试样。在温度为４８０℃、初始应变速率为１．６７×１０－３ｓ－１下拉伸，可获得大于５５０％的延伸率，并对应于最大的ｍ值０．４１。在超塑性变形初期，由于发生形变促使的动态结晶，使应力──应变曲线在峰值后软化。     

供应态铝合金超塑成形试验

对航天结构常用材料供应态铝合金LY12、LF6板材的超塑性进行探讨的结果表明,在一定的温度,变形速率条件下,LY12CZ状态的板材的延伸率可达到420％,呈现出超塑性。LY12R及LF6M状态的板材的延伸率分别可达到240％及250％,呈现中等超塑性,均可用超塑成形的方法加工出形状复杂的结构件。铝合金超塑成形时对温度很敏感,要精确控制。     

用圆环压缩理论测定30CrMnSiA钢超塑等温变形用的摩擦系数

用圆环压缩理论测定高强度30CrMnSiA钢在超塑态等温变形时对两种玻璃润滑剂的摩擦系数,摩擦系数随变形温度和变形速度的变化而变化,770℃是最佳超塑性变型温度,最小摩擦系数的取得,还同应变速率的敏感性指数m有关。据此而正确选择润滑剂,并提供了润滑剂的润滑性能和实验装置。     

LD—10板材拉伸粗晶对贮箱使用性能的影响

运载火箭共底贮箱选用LD-10板材,由6块瓜瓣拼焊,采用拉伸—压型工艺。由于拉伸变形量达到板材的临界变形量,在瓜瓣表面出现粗晶,导致报废。经大量实验,对比临界变形量产生的粗晶与未达临界变形量的细晶材料的力学、焊接、耐腐蚀性能。结果表明:粗晶晶粒度在GB3247-82标准晶粒度4级或4级以下时,对贮箱的使用性能无影响,据此可显著降低废品率;此外,采用减慢变形速率、降低变形温度的上艺技术措施,可增大板材的临界变形量和减小因临界变形所致粗晶尺寸。     

3A21铝合金热处理及旋压温度对其组织性能的影响

在分析3A21铝合金组织性能的基础上,研究了该材料在不同减薄率条件下退火温度对薄壁圆筒旋压工艺和性能的影响。对旋压工件采用不同温度的退火,得到不同的力学性能和塑性指标。试验表明,低温退火可适当消除旋压残余应力,获取较高的材料强度,再结晶退火可细化晶粒、恢复材料塑性。旋压过程中成形温度过低达不到提高旋压材料塑性的目的,易形成缺陷及扩径;温度过高导致晶粒长大,材料堆积产生缺陷。通过不同的热处理方式可获取相应的材料使用性能。     

细晶钛合金的制备方法

综述了细晶钛合金的制备方法,包括机械合金化、氢处理、压缩变形等。钛合金具有密度小、比强度高、抗腐蚀等优点,广泛应用于航空、航天、军事、化工等领域,如果将钛合金晶粒细化,就会显著提高其力学性能,降低超塑性温度,提高钛合金材料服役性能,从而扩大其应用领域和范围。     

镁合金弹翼超塑性等温锻的研究

本文对工业用镁合金（主要牌号是ＭＢ３、ＭＢ８等）进行了超塑性等温锻的试验研究。试验 结果表明工业用大晶粒（晶粒度一般１５～２０μ）的变形镁合金在３８０～４２０℃的恒温下，以 １Ｘ １０－３秒－１的慢速压缩变形时呈现出很高的塑性（ε＞９５％）与很低的流动应力（δ＝２～ ３ｋｇｆ／ｍｍ２）为普通锻造的１／２～１／３、并阐述有关工艺参数的确定、润滑剂的选择、模 　具及加热装置的设计与制造及压力中心的调整等有关问题。 国内首次实现镁合金超塑性等温锻成形工艺，由于变形抗力大为降低，而塑性又大大提 高，这样就具有设备吨位小、模具小、成型压力小、零件弹性变形小等优点。研究表明为保 证镁合金的机械性能，材料加热时间应限于１．５小时之内。采用良好润滑剂易起模及保证零 件表面质量。 此种工艺最适于薄壁复杂异型零件及低塑性材料的精锻生产。在经济上具有很高的效 益。     

EPDM包覆层热解状态下的力学行为及本构模型

为了准确描述固体火箭发动机三元乙丙(EPDM)包覆层在不同热解状态下的力学特性,通过热重分析的方法得到EPDM的热解温度范围,并采用准静态单轴拉伸实验的方法获得EPDM在不同热解温度下的应力-应变曲线。以Ogden(n=2)模型为基础,分别对不同热解状态下的力学曲线进行建模,并通过对实验数据的拟合获得模型参数。结果表明,在初始热解状态下,材料只发生了少量的失水和气体的逃逸,其力学行为可通过粘超弹本构模型进行描述;随着材料热解程度增加,基体材料和填充纤维均遭到破坏,其力学行为表现为超弹脆性材料特性。     

考虑应变率和温度响应的少烟NEPE推进剂粘弹性本构模型

为研究少烟NEPE推进剂力学性能的应变率及温度相关性,使用万能材料试验机分别在不同应变率(4.17×10-4～4.17×10-1s-1)和温度(-40～50℃)下测试了推进剂的力学性能,建立了考虑应变率和温度响应的本构模型。结果表明,少烟NEPE推进剂具有应变率硬化特性,其拉伸应力与对数应变率呈线性关系;降低温度使推进剂的定伸应力和模量增大,升温则相反。结合少烟NEPE推进剂的线性对数应变率效应和温度变化特性,建立了粘弹性本构模型,该模型用多蠕变模式与非线性弹簧的组合来反映力学性能的率相关性,用率相关模型与温度函数的乘积形式来描述力学性能的温度相关性。模型预测与实验曲线对比表明,所建模型在实验温度、应变率、0.1～1.0应变范围内预测的准确性较好,其百分误差小于24%。