2524鋁合金的蠕變時效行為研究.pdf

1、蠕變時效成形是為制造大型整體壁板構(gòu)件而發(fā)展起來的一項新技術(shù)，即利用金屬的蠕變和可時效強(qiáng)化特性，將成形與時效同步進(jìn)行的一種成形方法。2524鋁合金是新一代飛機(jī)蒙皮的首選材料。為了更好地為在預(yù)測構(gòu)件于復(fù)雜應(yīng)力及熱環(huán)境下的蠕變行為、回彈規(guī)律、強(qiáng)化相析出行為以及力學(xué)性能演變規(guī)律時提供理論支撐，本文利用自行研制的工裝，通過力學(xué)性能測試、硬度和電導(dǎo)率測試、透射電鏡微結(jié)構(gòu)分析、數(shù)據(jù)回歸分析及有限元仿真等方法和手段，分別開展了應(yīng)力大小及狀態(tài)、時效處理制

2、度對2524鋁合金的蠕變時效行為影響的研究。論文的研究工作主要包括以下幾個方面:
　　(1)圍繞蠕變變形行為和蠕變機(jī)理、材料的性能以及微結(jié)構(gòu)的演變規(guī)律而開展了一系列實驗，從中得出了以下幾方面的結(jié)論:
　?、偻ㄟ^對2524鋁合金拉和壓應(yīng)力狀態(tài)下的蠕變曲線進(jìn)行分析和計算，發(fā)現(xiàn)進(jìn)入第Ⅱ階段后，壓應(yīng)力狀態(tài)下的蠕變應(yīng)變量是拉應(yīng)力狀態(tài)下的兩到三倍。并且獲得了表觀激活能和應(yīng)力指數(shù)，因此推斷出2524鋁合金在拉應(yīng)力狀態(tài)下的蠕變機(jī)制主要由位錯

3、的滑移過程所控制，而壓應(yīng)力狀態(tài)下主要由晶界滑移控制。
　　②開展了蠕變時效試樣的材料性能測試研究。獲得了拉應(yīng)力下合金的最佳工藝制度為:應(yīng)力為180MPa，溫度為190℃，時間12h。同時對比兩種應(yīng)力狀態(tài)蠕變后的物理性能發(fā)現(xiàn)，相同工藝條件下，壓應(yīng)力狀態(tài)蠕變后合金的硬度和電導(dǎo)率都要稍高于拉應(yīng)力狀態(tài)蠕變后的測試結(jié)果。
　?、坶_展了采用透射電鏡的微結(jié)構(gòu)分析。發(fā)現(xiàn)2524鋁合金蠕變時效后的晶內(nèi)析出相較無應(yīng)力時效明顯增多，且析出較彌散。

4、而壓應(yīng)力狀態(tài)蠕變后的析出相較拉應(yīng)力狀態(tài)蠕變的細(xì)小，分布更均勻彌散。其晶界無沉淀析出帶的寬度較窄，且晶界處的析出相為斷續(xù)分布。
　　(2)基于實驗所得的蠕變變形曲線，采用混合粒子群算法，分別建立了拉和壓應(yīng)力作用下的蠕變時效本構(gòu)方程，誤差分析表明，擬合理論曲線能較好地吻合實驗曲線。
　　(3)基于拉和壓應(yīng)力狀態(tài)的本構(gòu)方程進(jìn)行了典型板類構(gòu)件的蠕變時效成形的回彈預(yù)測，并且進(jìn)行了實驗驗證研究，結(jié)果表明綜合拉、壓應(yīng)力本構(gòu)模型可更好地描述