2219鋁合金板材拉形過程微觀組織和力學(xué)性能研究.pdf

1、近年來鋁及其合金因其質(zhì)量輕強(qiáng)度高被廣泛地應(yīng)用在航天航空、汽車等領(lǐng)域。在我國2219鋁合金主要應(yīng)用于航天火箭燃料貯存箱的瓜瓣結(jié)構(gòu)的生產(chǎn),瓜瓣件主要是由大型鋁合金板材拉形成形而成。不同的變形量對應(yīng)不同的力學(xué)性能。本課題針?biāo)苄猿尚芜^程中變形量對2219鋁合金板材的力學(xué)性能的影響規(guī)律進(jìn)行研究,在探索出宏觀力學(xué)性能規(guī)律的基礎(chǔ)上再進(jìn)行微觀組織觀察,分析變形量影響其力學(xué)性能的根本原因。
　　本課題首先應(yīng)用Abaqus數(shù)值模擬軟件模擬板材的拉形過

2、程,對拉形模具形狀及尺寸進(jìn)行優(yōu)化,再結(jié)合壓力機(jī)的實際空間大小,設(shè)計出一套簡易的拉形裝置。并利用模擬建立起板材的塑性應(yīng)變分布與拉形模具的壓下量的一個對應(yīng)關(guān)系。
　　然后用單向拉伸的變形方式對2219鋁合金板材進(jìn)行了一系列的基礎(chǔ)研究,研究了一次拉伸工藝(固溶處理—拉伸—時效處理)中變形量對力學(xué)性能的影響,兩次拉伸工藝(預(yù)拉伸—固溶處理—補(bǔ)拉伸—時效處理)中變形量匹配對力學(xué)性能的影響。發(fā)現(xiàn)經(jīng)過一次拉伸工藝的合金,變形量越大,強(qiáng)度越高;經(jīng)

3、過兩次拉伸工藝的合金,終變形量一定,隨著預(yù)變形量增加,合金的強(qiáng)度在小變形量范圍先升高,之后隨著變形量增大而降低。預(yù)變形量為2％左右的時候合金強(qiáng)度最高。
　　接著利用裝配好的拉形裝置進(jìn)行了一系列的拉形試驗,研究了一次拉形工藝(固溶處理—拉形—時效處理)中變形量對其力學(xué)性能的影響,兩次拉形工藝(預(yù)拉形—固溶處理—補(bǔ)拉形—時效處理)中變形量匹配對其力學(xué)性能的影響。發(fā)現(xiàn)拉形過程中變形量對鋁合金板材力學(xué)性能的影響規(guī)律與單向拉伸工藝相似,經(jīng)過

4、一次拉形工藝的合金強(qiáng)度隨變形量的增加而升高,進(jìn)過兩次拉形工藝的合金,強(qiáng)度隨變形量的增加先升高后降低。當(dāng)預(yù)變形量在2%左右的時候合金強(qiáng)度最高。
　　最后通過掃描電鏡、透射電鏡等手段對經(jīng)過拉形工藝的合金進(jìn)行顯微組織觀察,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過拉形工藝合金的晶粒內(nèi)部有細(xì)小的薄片狀析出相θ’相(Al2Cu)正交生長,在晶界處有細(xì)小的粒狀析出相(Al2Cu)析出。這些析出相對位錯產(chǎn)生釘扎、纏結(jié),使合金得到強(qiáng)化。而且,在總變形量一定的情況下,經(jīng)過兩次拉形工