7N01空心鋁型材擠壓橫向焊縫演變規(guī)律研究.pdf

1、隨著全球大氣污染問題不斷突出，節(jié)能減排的重要性日益凸顯。在高速列車領(lǐng)域，車體輕量化是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑之一。鋁合金具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、可焊性好、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好、耐腐蝕、回收再生性高等優(yōu)點(diǎn)，是目前高速列車實(shí)現(xiàn)車體輕量化的最理想材料之一。目前高速列車的承載結(jié)構(gòu)主要采用7XXX系鋁合金擠壓型材。在鋁型材連續(xù)擠壓生產(chǎn)過程中，兩根相鄰擠壓坯料間的界面會(huì)在型材內(nèi)部形成橫向焊縫，而橫向焊縫將導(dǎo)致型材性能下降，需要對(duì)包含橫向焊縫區(qū)域的型材進(jìn)行切除，

2、顯著降低了產(chǎn)品的成品率。由于7XXX系鋁合金硬度較高，材料流動(dòng)性能較差，所以型材中橫向焊縫的延伸長(zhǎng)度會(huì)大大增加，特別是空心型材中橫向焊縫延伸長(zhǎng)度增加更為明顯，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品成品率。因此，開展對(duì)7XXX系空心鋁型材擠壓橫向焊縫的相關(guān)研究具有非常重要的工程意義。
　　本文以高速列車用7N01空心鋁型材為研究對(duì)象，采用實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法開展對(duì)橫向焊縫演變規(guī)律和微觀組織的系統(tǒng)研究。本文所做的主要工作和所獲得主要結(jié)論如下:

3、>　　(1)進(jìn)行了7N01空心鋁型材擠壓實(shí)驗(yàn)，研究獲得了空心型材中橫向焊縫的宏觀形貌和演變規(guī)律。同時(shí)利用SEM和EBSD測(cè)試技術(shù)對(duì)橫向焊縫區(qū)域的微觀組織、織構(gòu)組成及含量和拉伸斷口形貌等進(jìn)行了觀察和分析，研究結(jié)果表明，橫向焊縫區(qū)域新坯料和舊坯料的晶粒尺寸、織構(gòu)含量和拉伸斷口形貌等均存在明顯差異。
　　(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)試了7N01鋁合金鑄錠的力學(xué)性能參數(shù)及熱物理性能參數(shù)。通過熱壓縮實(shí)驗(yàn)獲得了不同應(yīng)變速率和不同變形溫度下7N01鋁合金的應(yīng)力

4、-應(yīng)變數(shù)據(jù)，并且對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了摩擦和溫度的雙重修正，基于修正后的數(shù)據(jù)建立了7N01鋁合金應(yīng)變補(bǔ)償型Arrhenius本構(gòu)模型和熱加工圖。
　　(3)根據(jù)所獲得的力學(xué)-熱物性參數(shù)及本構(gòu)模型參數(shù)，利用HyperXtrude軟件建立了7N01空心鋁型材橫向焊縫演變過程模擬模型。通過與擠壓實(shí)驗(yàn)中所獲得的料頭形狀、擠壓壓力曲線、橫向焊縫形貌及橫向焊縫延伸長(zhǎng)度等結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了本文所采用的力學(xué)-熱物性參數(shù)、本構(gòu)模型及橫向焊縫數(shù)值模型的準(zhǔn)