5A30帶筋寬幅鋁型材的制備技術(shù)研究.pdf

1、采用在Gleeble-1500熱模擬試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的高溫等溫壓縮試驗(yàn)，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(shù)；采用HyperXtrude有限元仿真分析方法，通過模擬建模與計(jì)算，分析了型材流速、型材變形和模具應(yīng)力分布情況，并對模具結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；參考擠壓過程模擬仿真結(jié)果，結(jié)合擠壓試驗(yàn)，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(shù)；借助慢應(yīng)變速率拉伸測試(SSRT

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

3、力的影響比應(yīng)變速率對流變應(yīng)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(shí)，穩(wěn)態(tài)流變應(yīng)力σ、應(yīng)變速率ε和變形溫度T之間滿足雙曲正弦關(guān)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(shù)為：A=9.94×1010s-1、α=0.0119mm2/N、n=4.677、Q=162.3kJ/mol，獲得流變應(yīng)力σ解析表達(dá)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(dǎo)流孔的流速較慢，當(dāng)鋁金屬經(jīng)過導(dǎo)流孔進(jìn)入型腔后流速分布不均衡，導(dǎo)致型材流速不均勻，容易引起型材偏壁和變形；導(dǎo)流模最大應(yīng)力分布在模面表面位置，最大應(yīng)力為939Mpa，模面最大應(yīng)力分布在懸臂位置處，懸臂位置最大的應(yīng)力為1314Mpa。
　　 4.導(dǎo)流模與定徑帶結(jié)構(gòu)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(xiàng)質(zhì)

5、量數(shù)據(jù)合格，符合設(shè)計(jì)要求；5A30帶筋寬幅鋁型材的最佳擠壓工藝參數(shù)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(yù)變形量在0～15％范圍內(nèi)，5A30帶筋寬幅鋁型材的ISSRT值隨預(yù)變形量增加先減小后增大，在預(yù)變形量為10％時(shí)，ISSRT值最小；預(yù)變形量為0時(shí)，在3.5％NaCl溶液中的SSRT斷口形貌呈現(xiàn)類解理特征，

6、隨著預(yù)變形量增加，類解理特征先減弱后增強(qiáng)，預(yù)變形量為10％時(shí)，類解理特征最小，5A30鋁型材的SCC敏感性隨預(yù)變形量增加先減小后增大。
　　 6.預(yù)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(yīng)力腐蝕性能的影響相似，未變形時(shí)，出現(xiàn)EA級剝落腐蝕，隨著預(yù)變形量增加，抗剝落腐蝕能力增強(qiáng)，預(yù)變形量為10％時(shí)，未出現(xiàn)點(diǎn)蝕及剝落腐蝕現(xiàn)象，隨著預(yù)變形量繼續(xù)增加時(shí)，抗剝落腐蝕能力減弱，預(yù)變形量為15％時(shí)，出現(xiàn)PB級點(diǎn)蝕。