5A30帶筋寬幅鋁型材的制備技術研究.pdf

1、采用在Gleeble-1500熱模擬試驗機上進行的高溫等溫壓縮試驗，研究了5A30鋁合金在高溫條件下的變形行為，并通過回歸分析，求得5A30鋁合金高溫變形材料常數；采用HyperXtrude有限元仿真分析方法，通過模擬建模與計算，分析了型材流速、型材變形和模具應力分布情況，并對模具結構參數進行優(yōu)化設計；參考擠壓過程模擬仿真結果，結合擠壓試驗，研究了5A30帶筋寬幅鋁型材的擠壓工藝，獲得了最佳擠壓工藝參數；借助慢應變速率拉伸測試(SSRT

2、)、OM、SEM及TEM等分析手段，研究了預變形量對5A30帶筋寬幅鋁型材應力腐蝕與剝落腐蝕性能的影響，并分析了其在不同預變形量條件下的顯微組織，主要內容及結果如下：
　　 1.5A30鋁合金在溫度為300～500℃，應變速率為0.001～1.0s-1范圍內高溫塑性變形時存在穩(wěn)態(tài)流變特征。穩(wěn)態(tài)流變應力隨變形溫度的降低和應變速率的升高而增加，進入穩(wěn)態(tài)變形階段的應變值也相應的增加。說明5A30鋁合金為正應變速率敏感材料，溫度對流變應

3、力的影響比應變速率對流變應力的影響更明顯。
　　 2.5A30鋁合金高溫壓縮塑性變形存在熱激活過程，其在高溫塑性變形時，穩(wěn)態(tài)流變應力σ、應變速率ε和變形溫度T之間滿足雙曲正弦關系，采用最小偏差法求得5A30鋁合金高溫塑性變形的材料常數為：A=9.94×1010s-1、α=0.0119mm2/N、n=4.677、Q=162.3kJ/mol，獲得流變應力σ解析表達式為：σ=68.961n{[Z/(9.94×1010)]1/5.439

4、+{[Z/(9.94×1010)]2/5.439+1}1/2}。
　　 3.鋁金屬在導流孔的流速較慢，當鋁金屬經過導流孔進入型腔后流速分布不均衡，導致型材流速不均勻，容易引起型材偏壁和變形；導流模最大應力分布在模面表面位置，最大應力為939Mpa，模面最大應力分布在懸臂位置處，懸臂位置最大的應力為1314Mpa。
　　 4.導流模與定徑帶結構尺寸優(yōu)化后，型材流速均衡、變形減??；試模料頭變形與仿真分析一致，試模料身的各項質

5、量數據合格，符合設計要求；5A30帶筋寬幅鋁型材的最佳擠壓工藝參數為：鑄錠溫度(460-480℃)、模具溫度(470℃)、擠壓筒溫度(440-460℃)、擠出溫度(480-500℃)、擠壓速度(2-4m/min)。
　　 5.預變形量在0～15％范圍內，5A30帶筋寬幅鋁型材的ISSRT值隨預變形量增加先減小后增大，在預變形量為10％時，ISSRT值最??；預變形量為0時，在3.5％NaCl溶液中的SSRT斷口形貌呈現類解理特征，

6、隨著預變形量增加，類解理特征先減弱后增強，預變形量為10％時，類解理特征最小，5A30鋁型材的SCC敏感性隨預變形量增加先減小后增大。
　　 6.預變形量對5A30帶筋寬幅鋁型材剝落腐蝕性能的影響與對其應力腐蝕性能的影響相似，未變形時，出現EA級剝落腐蝕，隨著預變形量增加，抗剝落腐蝕能力增強，預變形量為10％時，未出現點蝕及剝落腐蝕現象，隨著預變形量繼續(xù)增加時，抗剝落腐蝕能力減弱，預變形量為15％時，出現PB級點蝕。