2198鋁鋰合金板材溫?zé)岢尚螛O限試驗研究.pdf

1、2198鋁鋰合金作為第三代鋁鋰合金，具有很高的比強度、比剛度和質(zhì)量輕，同時具有較好的抗腐蝕性和抗疲勞性以及適宜的延展性，受到了航空工業(yè)的廣泛關(guān)注。然而，該合金板材在變形過程中，變形抗力對變形溫度和變形速率很敏感，室溫成形性能差，導(dǎo)致成形困難。研究2198鋁鋰合金板材在溫?zé)釕B(tài)的成形性能，并建立其成形極限圖，對我國新型航空材料板材的研究和應(yīng)用都有重要意義。
　　成形極限圖（Forming Limit Diagram）也稱成形極限曲線（

2、Forming Limit Curves），通常用FLD或FLC表示。FLD或FLC是評判板材成形性能最為簡便和直觀的方法，可以用來預(yù)測和判斷板材沖壓工藝的成敗，協(xié)助制定沖壓工藝的參數(shù)，是有效解決沖壓工藝問題的一種工具。成形極限曲線位置的高低反映了材料在各種應(yīng)力狀態(tài)下局部極限變形能力的大小，其位置越高則材料的成形性能越好。最近幾年，F(xiàn)LD被國內(nèi)外學(xué)者廣泛應(yīng)用于第一代和第二代鋁鋰合金板材綜合成形性能評價。而對第三代鋁鋰合金板材FLD研究還

3、較少。因此本文通過FLD試驗的方法研究第三代鋁鋰合金2198鋁鋰合金在溫?zé)釥顟B(tài)下的成形極限。
　　采用北航研制的板料熱成形機 BCS-50AR以及網(wǎng)格應(yīng)變自動測量系統(tǒng)VIALUX GutoGrid，在25℃～350℃溫度范圍內(nèi)進行2198鋁鋰合金板材的成形極限試驗，研究成形溫度、凸模速度、應(yīng)力狀態(tài)對2198鋁鋰合金板材的成形性能的影響；借助OM、SEM、TEM等微觀手段對分析2198鋁鋰合金板材在相應(yīng)溫度下的成形后的微觀組織形態(tài)和

4、變化進行了表述。
　　研究表明成形溫度對2198鋁鋰合金板材成形極限圖影響很大，成形極限曲線的高度隨成形溫度的升高而提高，板材的塑性顯著提高。在25℃時，凸模速度對2198鋁鋰合金板材成形性能影響很小，但受應(yīng)力狀態(tài)的影響很大；然而在300℃～350℃溫度和凸模速度對2198鋁鋰合金板材成形性能影響增大，而受應(yīng)力狀態(tài)影響減小。
　　微觀組織分析表明，2198鋁鋰合金板材在25℃下成形時斷口有明顯的分層斷裂的特征，并帶有少量韌窩

5、。在350℃下成形時2198鋁鋰合金板材斷口有大量孔洞，孔洞隨著變形時間的延長不斷增大，同時在高溫下2198鋁鋰合金板材會出現(xiàn)動態(tài)再結(jié)晶。
　　基于成形極限試驗，以M-K理論為基礎(chǔ)，結(jié)合Swift和Hill兩種屈服準則成功預(yù)測了2198鋁鋰合金板材在溫?zé)岘h(huán)境中的成形極限圖，通過對比得到不同溫度下基于這兩種屈服準則進行的2198鋁鋰合金板材成形極限圖預(yù)測較為理想的屈服參數(shù)，獲得2198鋁鋰合金板材在不同溫度下較為理想的成形極限圖理論