大型鋁合金構件淬火殘余應力分析及其消除工藝研究.pdf

1、大型7050鋁合金長緣條構件經過最后一道固溶時效熱處理工藝，可以大幅提高構件的力學性能，但該工藝的淬火過程引入較大的殘余應力，嚴重降低構件的尺寸穩(wěn)定性和使用壽命。因此，如何控制并消除大型鋁合金構件淬火殘余應力是一個值得關注的課題。論文研究了不同淬火溫度對7050鋁合金組織的影響，進行了材料熱膨脹系數(shù)的實驗測量，為數(shù)值分析模型提供可靠的材料參數(shù)。建立了淬火過程數(shù)值模型，借助ABAQUS軟件，分析了構件淬火過程溫度場及應力場的動態(tài)演變規(guī)律。

2、模擬結果表明，淬火過程中，構件表面應力經歷了先拉后壓的狀態(tài)轉變，而其內部則經歷了先壓后拉的狀態(tài)轉變，最終在構件表面殘留較大的壓應力。尤其在腹板和筋板交匯的表面圓角處，殘留的壓應力更大，而在構件心部殘留較大的拉應力。且淬火后構件發(fā)生了翹曲、收縮變形。
　　研究了淬火工藝參數(shù)（介質水溫、淬火溫度、淬火轉移時間）對構件殘余應力及變形的影響規(guī)律。研究表明，介質水溫對殘余應力及變形的影響最大，當介質水溫從25℃增加到80℃時，殘余應力最大值

3、減小了52％；淬火溫度由465℃提高到495℃時，殘余應力最大值提高了17%。進一步分析比較了1.5%、2.5%、4%的模壓量下構件殘余應力的消除水平。當施加1.5%的壓縮量時，構件表面及心部殘余應力消除效果均不明顯；當壓縮量增加至2.5%時，殘余應力最大消除量達到了90%，消除效果較好；繼續(xù)增大壓縮量至4%，殘余應力消除水平未明顯提高，反而引入了新的殘余應力。因此，選擇2.5%的壓縮量較合適。
　　為了驗證大型長緣條構件淬火殘余