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5083鋁板塑性和耐磨耐腐蝕焊接效能效果

5083鋁板塑性和耐磨耐腐蝕焊接效能效果╃₪₪││:【13702026627】攪拌摩擦加工可以細化材料的晶粒,提高材料的力學效能,塑性也會有明顯的增加▩•│₪☁。本文首先開展單道次攪拌摩擦加工實驗,採用正交試驗法選取最具代表性的攪拌頭旋轉速度↟₪☁₪、進給速度↟₪☁₪、軸肩下壓量工藝引數組,對5mm厚的5083鋁合金進行攪拌摩擦加工▩•│₪☁。對加工試樣進行拉伸試驗↟₪☁₪、金相試驗↟₪☁₪、硬度試驗和斷口分析,研究各引數下攪拌區域的組織和效能情況,得到最優的攪拌摩擦加工工藝引數▩•│₪☁。然後使用得到的工藝引數對5083鋁合金進行多道次攪拌摩擦加工▩•│₪☁。多道次攪拌摩擦加工將研究最優的攪拌頭平移距離,從而製備大面積晶粒細化的5083鋁合金材料;研究溫度↟₪☁₪、攪拌頭形狀對材料晶粒尺寸的影響並嘗試了用板材堆疊的方法來製備大厚度的細晶材料▩•│₪☁。對多道次攪拌摩擦加工得到的大面積細晶5083鋁合金進行高溫拉伸試驗,研究其細晶超塑性效能▩•│₪☁。使用ABAQUS有限元軟體分別模擬超塑性板材和普通板材的擠壓↟₪☁₪、衝壓成形▩•│₪☁。本論文的具體研究結果如下:(1)獲得了單道次加工的最優工藝引數▩•│₪☁。當攪拌頭轉速為1300r/min↟₪☁₪、進給速度為400mm/min↟₪☁₪、下壓量為0.3mm時,經過加工的試樣表面無宏觀缺陷▩•│₪☁。試樣的抗拉強度為214MPa,達到母材的93.05%;屈服強度為112.4MPa;斷後延伸率為18.37%▩•│₪☁。5083鋁合金材料在經過攪拌摩擦加工後,攪拌區域的晶粒被打碎,由原本沿軋製方向被拉長的粗大晶粒變成細小的等軸晶粒▩•│₪☁。攪拌摩擦加工後攪拌區域的硬度小於母材區,出現一段尺寸與攪拌針尺寸基本吻合的軟化區▩•│₪☁。(2)多道次攪拌摩擦加工方面▩•│₪☁。最優道次間隔與攪拌針端部直徑相同▩•│₪☁。因攪拌頭軸肩與板材的接觸面積要比攪拌針表面積大,摩擦產生的熱量也較多,從而導致上部區域的晶粒在高溫下長大,尺寸大於下部區域▩•│₪☁。在攪拌摩擦加工過程中進行加水冷卻可以降低上部區域的溫度,從而減小上部區域的晶粒尺寸▩•│₪☁。相比於圓錐形攪拌頭,在使用圓柱形攪拌頭進行加工時,晶粒更加粗大,不利於細晶材料的製備▩•│₪☁。使用堆疊多道次攪拌摩擦加工的方法,可以製備大厚度晶粒細化的5083鋁合金材料▩•│₪☁。(3)超塑性成形方面▩•│₪☁。高溫拉伸試驗表明:在應變速率為3×10-3/s,溫度為530°C時,經過加工試樣的延伸率最大,達到216%;而未經過加工的試樣在相同應變速率和溫度下延伸率僅為83%▩•│₪☁。細晶超塑性5083鋁合金在成形時塑性和金屬流動性更好,有限元模擬分析表明,超塑性成形時所需對凸模施加的壓力更小▩•│₪☁。5083鋁合金具有良好的抗腐蝕性↟₪☁₪、可焊接性及可加工效能,廣泛用於航空航天↟₪☁₪、艦船↟₪☁₪、汽車及石化工程等領域▩•│₪☁。為了掌握5083鋁合金板材的成形規律,實現其成形效能的系統評價,本文對其成形效能以及充液拉深成形工藝進行深入研究▩•│₪☁。主要研究內容如下:首先,透過單向拉伸實驗,得到5083鋁合金板在24℃至250℃範圍內的基本成形效能相關引數,並對其本構方程進行了研究▩•│₪☁。透過測試和計算,獲得了5083鋁合金板材的模擬成形效能引數:1mm厚5083鋁合金板材的平均彎曲強度σf為363.62 MPa,杯突值IE為7.90mm,錐杯值(CCV)為41.86mm;2mm厚鋁合金板材的IE為10.93mm,凸耳率Ze為3.75▩•│₪☁。然後,透過成形極限試驗獲得了24℃↟₪☁₪、150℃↟₪☁₪、200℃和250℃條件下的5083鋁合金的成形極限圖及其曲線計算模型,擬合得到計算模型中引數F0↟₪☁₪、a↟₪☁₪、b與溫度有關的表示式,為不同溫度5083鋁合金成形極限圖的預測提供了依據▩•│₪☁。最後,對5083鋁合金板材充液拉深成形過程進行了數值模擬,分析了液室壓力↟₪☁₪、壓邊間隙↟₪☁₪、摩擦係數↟₪☁₪、液壓載入曲線等引數對其成形質量的影響,並進行了異形杯的室溫充液拉深成形以及不同溫度↟₪☁₪、不同液壓成形條件下的杯形件成形試驗▩•│₪☁。液壓載入可以使得成形板料有效貼合在凸模上,使得相同材料的成形效能更好;在相同液壓的條件下,隨著成形溫度的提高,板材成形極限拉深比增大,溫成形效能優於室溫的成形效能▩•│₪☁。
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