文档介绍：硕士学位论文
2A50 铝合金半固态模锻成形的组织性能
不均匀性研究
RESEARCH ON INHOMOGENEITY OF
MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL
PROPERTIES FOR 2A50 ALUMINUM ALLOY
PREPARED BY ING
陈刚
哈尔滨工业大学
2009 年 6 月
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国内图书分类号:TG319 学校代码:10213
国际图书分类号: 密级:公开
工学硕士学位论文
2A50 铝合金半固态模锻成形的组织性能
不均匀性研究
硕士研究生:陈刚
导师:杜之明教授
申请学位:工学硕士
学科:材料加工工程
所在单位:材料科学与工程学院
答辩日期:2009 年 6 月
授予学位单位:哈尔滨工业大学
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Classified Index: TG319
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Dissertation for the Master Degree in Engineering
RESEARCH ON INHOMOGENEITY OF
MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL
PROPERTIES FOR 2A50 ALUMINUM ALLOY
PREPARED BY ING
Candidate: Chen Gang
Supervisor: Prof. Du Zhiming
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Speciality: Materials Processing Engineering
Affiliation: School of Materials Sci. and Eng
Date of Defence: June, 2009
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
随着交通运输业、武器装备轻量化的发展,传统的制造技术已不能完全满
足一些铝合金重要零部件的制造要求,需要一些新的制造技术来同时满足铝合
金零件制造需求和使用性能。半固态模锻技术是其中最有应用前途的方法之
一,但采用简单的固态锻造的成形方法可能造成制件各部施压不均匀,进而导
致相应的性能不均匀问题,所以关键在于如何提高和保证半固态制件性能的可
靠性。本课题采用应变诱导熔化激活法(Strain Induced-Melt Activation,SIMA
法)制备 2A50 铝合金半固态坯料,然后进行一种筒形件的半固态模锻成形试
验,并对触变模锻成形过程进行数值模拟,对铝合金半固态模锻成形的组织性
能不均匀性进行研究。
首先采用 SIMA 法制备半固态坯料,分别采取了挤压棒料的冷镦粗、热镦
粗以及铸态坯料的多向反复热镦粗作为应变诱导方式;然后设计了一组阶梯筒
形件的成形模具,并应用三维造型软件对模具进行了参数化实体造型;接下来
在 Deform3D 平台对该零件的触变模锻成形进行了数值模拟;最后通过半固态
触变模锻试验,并结合数值模拟试验的结果,对铝合金半固态触变模锻成形的
组织性能不均匀性进行了初步的研究和探索。
通过显微组织观察证明利用冷镦法可以制备球化程度较好的半固态坯料;
通过触变模锻成形的数值模拟试验,证明制件的应力应变分布较不均匀,这是
由冲头的尺寸差别所导致的;通过铝合金半固态触变模锻试验,发现半固态触
变模锻成形件壁部的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率均低于底部,而且壁部
出现了沿晶断裂,表明液态金属在压力下的不均匀凝固对半固态成形的组织性
能均匀性有较大影响;通过固溶+时效处理,铝合金半固态成形件的力学性能有
明显改善。
本课题对铝合金半固态触变模锻成形的组织性能不均匀性做了初步的研
究,认为正是这种成形的不均匀性导致了半固态模锻微裂纹的产生,对继续深
入的研究做了有益的探索。
关键词:铝合金;半固态;触变模锻;不均匀性
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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
With the development of light wei