铝合金时效成形及时效成形铝合金

铝合金时效成形及时效成形铝合金／李劲风等·101·铝合金时效成形及时效成形铝合金。李劲风，郑子樵，李世晨，任文达，陈文敬(中南大学材料科学与工程学院，长沙410083)摘要介绍了铝合金时效成形的方法、基本原理、工艺特点及应用情况，MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1715985285119_0了国外研究铝合金时效成形工艺及相关可时效成形铝合金的现状，重点阐述了时效成形对铝合金微观组织结构的影响。关键词时效成形铝合金AgeFo珊ingofAlAUo罗sandAgefo咖ableAlA¨oysLIJinfeng，ZHENGZiqiao，LIShichen，RENWenda，CHENWenjing(Sch001ofMaterialsScienceandEngineering，CentralsouthUniversity，Changsha410083)AbstractThemethods，theory，advantagesandapplicationsofageforn“ngofAla110ysareintroduced．TheoverseasresearchontheagefomlingtechnologyofAlalloysandagefonnableAlalloysissummarized．Theeffectofagefonningonthernjcrostructuresof』Ualloys，especiany2×××alloysarei11ustratedemphatically．1【eywordsagefomling，Alalloys0前言时效成形(agefoming，或蠕变成形creepfomling)是一种新的铝合金成形加工方法，在航空航天器件上有很好的应用潜力，主要应用于飞机机翼翼面的制造。该方法将人工时效与加工成形相结合，利用铝合金在弹性应力作用下于一定温度(人工时效温度)时发生蠕变变形，从而得到具有一定形状的结构件，同时利用时效处理得到铝合金所需的性能。其简单过程如图1所示。将待成形铝合金置于依据构件形状尺寸设计好的模具上(图1(a))，当温度升高至一定时效温度后，采用一定方法在铝合金上施加一定压力，使之发生弯曲等弹性变形并与模具成形面配合(图1(b))；在这个过程中，弹性应力作用下的铝合金将发生蠕变变形，松弛一部分弹性应力并发生一定程度的永久变形。时效结束，降温卸载后，构件因残余弹性变形回复而发生回弹(sprillgback)，从而得到相应形状的构件(图1(c))。一，大大简化了加工 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 ，从而可降低加工费用[2]。另外，该工艺应用于飞机整体剐性构件如机翼蒙皮结构的制造，区别于传统通过铆接等组装方式的制造工艺，一方面可省去铆接等加工余量，降低相应构件的重量，另一方面还可避免组装缺陷的存在，提高构件的安全性。1设备与工艺应用时效成形工艺制备飞机结构件要解决两个工艺难题。首先，要在铝合金 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面施加足够大且均匀分布的力，TeXtronAreostructures采用高压釜配合特制的工模具技术解决了这一技术难题，其装置如图2所示。将铝合金置于设计好的模具上，将模具与铝合金结合部密封，而后将铝合金与模具成形面腔体真空化，最后置于高压釜中。高压釜时效成形装置可产生足够大的压力并均匀作用于铝合金表面，同时可加热至所需的人工时效温度[1]，从而使时效成形工艺从概念走向实践并应用于铝合金结构件的制造。(a)(b)(c)图1时效成形过程示意图铝合金时效成形与常规塑性成形方法的主要区别在于施加的应力不同。常规塑性成形如轧制、冲击成形时，施加于铝合金的应力高于其屈服应力；而时效成形时，成形应力通常低于其屈服应力，因此相对于常规塑性变形而言，时效成形大大降低了铝合金发生加工裂纹的几率。同时，时效成形过程中由于蠕变而导致应力松弛以及后续回弹，时效成形铝合金构件残余应力水姜紧低：翌鎏妻登璺耋曼基璧耋．夏曼}I：釜翌罂堡堡竺至图2高压釜时效成形装置示意图好[1]。而且，时效成形工艺将成形过程与人工时效过程合二为一。8⋯⋯⋯。一⋯’一一*国家自然科学基金资助项目(50271084)李劲风：男，1971年生，副教授，从事铝、镁合金及其腐蚀与防护研究Tel：0731—8830270E-mail：l≈infeng@mail．csu．edu．cn万方数据·102·材料导报2006年5月第20卷第5期模具是时效成形非常重要的装置，也是时效成形铝合金构件最终形状的决定因素之一。Andrew等设计了一种新型的时效成形模具并申请了相应专利[3]。该装置主要采用了由多个可活动肋板组合形成模具的成形面，从而可方便地改变模具成形面，达到调整时效成形件形状的目的。由于卸载后时效成形构件的回弹，时效成形构件的最终形状及尺寸与原始模具不同，因此应用时效成形工艺需解决的另一难题是如何确定过变形量以补偿其回弹，从而得到构件所需的精确尺寸。时效成形铝合金构件的回弹主要受材质、厚度变化、时效温度及时效热暴露时间的影响。TeXtronAreostruc—tures针对几种航空工业应用的铝合金进行了一些研究，探索了各种因素的影响规律，并建立了相应的方程，以应用于相应铝合金时效时模具尺寸的确定。Robey等[4]采用恒拉伸应变研究了2XU(Al一(4．6～5．3)一Cu-(O．1～0．5)Mg-(O．15～0．45)Mn_O．2Zn)、6056及7475铝合金在时效成形过程中的应力松弛行为，并研究了时效温度、初始应力水平对相应铝合金应力松弛行为的影响，推导出相应的蠕变激活能及蠕变机制。研究发现，在相应的耐损伤热处理条件下(分别为T851、T785l、T7351)，2xu合金应力松弛最大，达47％，其次分别是7475和6056合金，分别为38％及29％H]。Adachi等[2]通过对长1000mm、宽400mm，具有凸凹双曲面形状的7475一T7351铝合金进行时效成形，模拟小型喷气式商务飞机整体机翼内侧部分的时效成形，研究了该铝合金时效成形后的回弹，并通过有限元应力分析等方法建立了该合金的回弹规律，并以此有效预测了其时效成形时的回弹。研究表明，实际回弹量与预测值最多相差7％。上述这些研究都有助于确定铝合金时效成形时的回弹及时效成形模具的精确设计。Andrew等在时效成形静载荷的基础上叠加周期性或振动小载荷(≤10％静载荷)，通过周期性小载荷提供附加能量，促进永久变形，减少回弹[5]。该方法具有提高时效成形件尺寸精度及通过构件厚区局部叠加振动载荷而进行局部控制等优点。2时效成形合金由于时效成形设备的发展及相关工艺技术的研究，时效成形工艺已经应用于飞机机翼蒙皮的制造，最早的应用实践追溯到20世纪80年代B1一B远程轰炸机长15．2m，宽o．9～2．7m，而厚度在2．5～65mm范围内变化的机翼蒙皮的制造。20世纪80年代末90年代初，时效成形工艺又开始应用于Gulfstre锄GⅣ，AirbusA330／A340机翼上翼面的制造。最近，Airbus公司又将时效成形工艺的应用推向了一个新的高度，采用时效成形工艺制造～rbusA380长33m、宽2．8m、厚度3．o～28n埘突变的铝合金机翼蒙皮[6]。应用时效成形工艺时铝合金必须在一定温度下人工时效，才有可能改变一些固定热处理状态铝合金的性能，诸如韧性及耐损伤性下降，因此时效成形工艺在飞机上的应用目前还受到一定限制，主要应用于飞机机翼上翼面的制造。目前，商务飞机机翼下翼面主要采用耐损伤较好的2024一T351铝合金(自然时效态)制造。而如果采用时效成形工艺制造机翼下翼面用2024铝合金，在人工时效条件下，将改变2024铝合金的微观组织结构，恶化其耐损伤性。因此，现有2024铝合金不适宜采用时效成形工艺制造飞机机翼下翼面，必须发展新型可时效成形的耐损伤2×××系铝合金。基于这一原因，针对疲劳裂纹扩展抗力、韧性及屈服强度与2024一T351铝合金相当，且可时效成形这一目标，西方发达国家进行了一系列研究。英国South锄pton大学在分析铝合金内部微观组织结构对蠕变、疲劳裂纹扩展及韧性影响的基础上，设计了一系列Al一(1．5～2．5)Cu一(O．8～1．2)Mg一(O．5～1．5)Li-(Z卜Mn)的铝合金，研究了175℃及190℃模拟时效成形后合金屈服强度、韧性及抗疲劳裂纹扩展性能。研究表明，上述部分铝合金时效成形时的屈服强度、抗疲劳裂纹扩展及韧性与2024一T351铝合金相当，有望作为新型耐损伤铝合金应用于飞机机翼下翼面的时效成形制造[7’8]。2001年法国申请了一种新型Al—Cu-Mg系铝合金，该合金特别适于制造大型商务机下机翼构件；引人注目的是，该合金具有良好的时效成形性[9]。最近，Alcan铝业公司与法国达索航空公司(Dassault)还合作共同开发了一种新型可时效成形铝合金2022一T8×，其性能与2024一T351铝合金相当，可应用于飞机机翼下翼面的时效成形制造[1⋯。时效成形时构件是在一定应力下进行人工时效，应力的存在将对一些铝合金的微观组织特别是析出相的取向产生很大影响，即存在应力位向效应。针对这一现象，研究人员进行了铝合金应力时效时微观组织结构的研究。zhu等[11’12]研究了Al一突Cu合金在一定压应力下人工时效后的微观组织结构，发现应力时效时板片状0’相由无应力时效时的垂直排列转变为定向排列，如图3所示。Bakavos等[13]在研究2xU铝合金拉应力作用下的时效时同样发现合金中板状片0’相转变成了定向排列。Zheng等在研究Al一3．88Cu(析出相为e’)及Al一3．87Cu-o．56一Mg—o．56Ag(析出相为Q)合金拉应力时效微观组织时也发现0’及Q呈择优取向析出[1“”]。8’及Q等析出相的应力位向效应可能导致时效成形Al—Cu-Xi合金(Xi为1种或几种合金元素)性能的各向异性。然而进一步的“双级时效”研究表明，时效初期先进行短时间应力时效，再施以长时间无应力时效，析出相0’及Q等呈择优取向析出；而先进行短时间无应力时效，再施以长时间应力时效，则未发现应力位向效应(如图4所示，图4(a)为220℃／15min无应力时效+220℃／12h／160MPa拉应力时效，图4(b)为220℃／15min／160MPa拉应力时效+220℃／12h无应力时效)，即外加应力导致0’及Q等的择优取向析出源于外加应力对形核阶段的影响。这一研究结果对消除时效成形时Al—Cu—Xi合金的应力位向效应有重要的参考价值。(a)无应力时效(b)40Ⅳ噼a压应力时效图3AI-4Cu单晶合金210℃／11h时效后的Ⅱ丑u照片㈨图4AJ-3．87Cl卜0．56M争0．56Ag合金拉应力时效TEM照片‘173万方数据铝合金时效成形及时效成形铝合金／李劲风等·103·Bakavos等[13]的研究还发现，时效时应力不导致6056铝合金中∥相(M＆si)及入’相(A15cu2M98Si6)的择优取向析出，而7475铝合金中Tl相(Mg(Zncu))也没有应力位向效应，说明时效成形对6056及7475铝合金微观组织结构的影响很小，如图5和图6所示。鉴于时效成形的优势，发达工业国家特别是欧洲国家拟拓展时效成形工艺的应用，主要开发时效成形在机翼(包括下机翼(a)无应力时效(b)199．5MPa拉应力时效图56056-T7851铝合金rIEM照片‘13]面板，整体刚性机翼构件，摩檫搅拌焊后构件，以及超厚、带孔并带有复杂加强索的下机翼)和机身(包括双曲面板材以及采用激光焊和(或)摩檫搅拌焊焊接的整体机身构件)方面的应用。欧盟在“FP5计划”(theFifthFr锄eworkProgramme)中专门设置了“时效成形”的跨国联合研究项目，该计划始于2002年5月，拟开发可时效成形铝合金并进行应用研究，相应研究计划如图7所示。(a)无应力时效(b)245M[Pa拉应力时效图67475一rIT7351铝合金删照片‘13]图7欧盟“时效成形”研究计划3结束语。与发达国家相比，我国在时效成形技术上基本还处于空白，目前仅针对时效成形的工艺特点，开展了Al-Cu、A卜Cu-Mg-Ag、Al_Mg—Si、A卜Ag合金应力作用下时效时微观组织结构及相关机理的研究[14~1川。针对这一现状，我国首先应该在科研单位，开展以下几个方面的基础研究：(1)在现有可时效成形铝合金中，采用应力时效方式，进行铝合金时效成形的模拟研究，探索6铝合金的应力松弛效应或回弹规律。(2)针对铝合金应用部位，开发既达到相关应用性能又可时效成形的新型铝合金。(3)针7对铝合金构件的形状尺寸，进行相应铝合金时效成形模拟的研究。在上述研究的基础上，联合生产、应用单位，联合开展铝合金时效成形的生产工艺及应用研究。6参考文献1HolmanMC．Autoclaveagefo咖ing1argealuminumair—ncraftpanels[J]．JMechanⅥbrkTechn，1989，20：477。2AdachiT，KimuraS，Nagay锄T，eta1．Agefomingtech—nologyforaircraft、^dngskin[A]．In：proceedingsofthe9m，．intemationalconferenceonalurnjniumalloys．Brisbane，上uAustralia。2004．2023AndrewLevers．Aircraftcomponetmaufacturingt00landmetho圳P1．AUPat，2003288468．2003RobeyRF，PrangnellPB，DifRAcomparisonofthestressrelaxationbehaviourofthreeal啪iniumaeIDspacealloysforusiI培ag}formingapplications[A]．In：pmceedingsofthe9thintematiomlconferenceonalu确niuma110ys．Ikisbane，Australia，2004．132AmdrewL_everS．Creepfomingametalliccomponent[P]．USPat，2004154369．2004Bennett．http：／／www：bennet协19．co．uk／News／news—air—bus—creep~foming．h廿nlStarinkMJ，sinclairI，GaoN，eta1．Ⅸvelopmentofnewdamaget01erantalloysforage_foming[J]．MaterSciFo—rum，2002，396—402：601K锄pN，StarinkMJ，sinclairI，eta1．DeveIopmentofAl-Cu—M妒Li(Mn，zr，Sc)alloysforagefoming[A0．In：pm—ceedingsofthe．9‘“intemationalconfer朗ceonaluminiumal—lovs．Brisbane，Australia，2004．369TimeothyWamer，Philippehssince，P1ilippeLequev．艇r—craftstructureelementmadeofAl-Cu_Mgalloy[P]．USPat，2001006082．2001AemⅣ【at．http：／／asrll．confexcom／asm／aer005／techpm—gr啪／papel：一7238．h廿nl(下转第119页)万方数据金属氧化物纳米流体的导热性能研究／寿青云等·119·造成这种现象的原因是乙二醇一纳米流体的扩散性及悬浮稳定性要比去离子水一纳米流体好。从实验观测可知，乙二醇一纳米流体通常可稳定保存2天左右，其扩散性和稳定性较好；而去离子水一纳米流体相对差一些。纳米流体的悬浮稳定性越好，纳米流体导热系数增大的比例也就越高。由此可见，纳米流体的悬浮稳定性也是影响纳米流体导热系数的因素之一。2．3温度对纳米流体导热系数的影响从图3(a)可以看出，随着温度的升高，体积分数不同的纳米流体的导热系数都呈线性增加。在图3(a)中，体积分数为1％的Al。03一去离子水纳米流体，在25℃时导热系数的增加率约为3％，而在50℃时增加率达到了约11％。同样，体积分数为4％的Ai。03一去离子水纳米流体，在25℃时导热系数的增加率约为10％，而在50℃时增加率达到了约25％。从图3中这两种不同体积分数的纳米流体的拟合曲线斜率可以看出，4％纳米流体导热系数的增加比率要比1％的高很多。由此可知：纳米流体导热系数随温度的升高而增大，并且体积分数越大，增大的比率越高。纳米流体导热性能增强的主要机理是纳米颗粒无规则的随机运动。由于这种类似于布朗运动的随机运动会随流体温度的升高而变得剧烈，所以就很容易解释为什么Alz03一去离子水纳米流体的导热系数会随温度的升高而增加。在较低温度下，这种运动并不明显，但当温度快速升高时，流体中纳米颗粒的纳米效应就会增强这种运动，从而使导热系数增大。在图3(b)中，当Cuo去离子水纳米流体的体积分数为l％时，其导热系数从25℃时的11％增加到50℃时的29％；当体积分数为4％时，其导热系数从25℃时的17％增加到50℃时的35％。它虽然与Al：03一去离子水纳米流体一样，导热系数随温度的升高而增大，但其导热系数增大的比率并未随体积分数的增加而显著增加。这主要是由于实验所用的A1203纳米颗粒较大，而颗粒浓度对粒径较大的纳米流体影响更大，因此其对Cuo去离子水纳米流体的影响要比对Alz03一去离子水纳米流体的弱。另一方面，对于较小粒径的CuD去离子水纳米流体，温度对它的影响可能最为主要。3结论本实验使用瓣态热线法对4种纳米流体进行了导热系数的测量，从以上的实验结果和分析讨论可以得出以下4点结论：①纳米流体的导热系数随所含纳米颗粒浓度的增大呈线性增加；②纳米颗粒的粒径越小，纳米流体的导热系数增加越多；③纳米流体的悬浮稳定性越好，其导热系数越大；④纳米流体的导热系数随温度的升高呈线性增加，并且所含纳米颗粒较大时，浓度对导热系数增加的比率影响越大，而所含纳米颗粒较小时，浓度的影响较小，温度起最主要的影响作用。其中第四点结论对于纳米流体用作冷却流体时最为有利，因为在散热量很大的装置中，冷却流体通常工作在高于室温的环境中，而此时其导热系数将比室温时大很多，因此散热性能更好。参考文献1ChoiUS．EnhaIlcingThem诅lConductivityofFluidswithNanoparticles．A吼压EHD231，1995：992East嫩nJA，ChoiUS，LiS．DevelopnlentofEnergre肝cientNanofluidsforHeatTransferApplications．ReportofArgo蚰eNatiomlLaboratory，20003EastrIlanJA，ChoiUS，“S，eta1．Anomlouslyincresaedeffectivethe咖alconductivitiesofethyleneglyco卜basedmnofluidscontainingcoppernanoparticIes．AppIPhysLett，2001，78(6)：7184SaritK啪arDas．T锄peraturedependenceofthennalcon—ductivityenhancementformnofluids．JHeatTransfer，2003，125：5675XuanY，LiQH色attransferenhancementof11anonuids．IntJHeatFluidFlow，2000，21：586AbemethyRB，BenedictRP，DowdeIlR&ASM[Emeas—urementuncertainty．ASMEJFluidsEr培ineerillg，1985，107：1617张立德。纳米材料和纳米结构．北京：科学出版社，20018许并社，纳米材料及应用技术．北京：化学工业出版社，20049刘吉平．纳米科学与技术．北京：科学出版社，200210李强，宣益民．纳米流体强化导热系数机理初步分析．热能动力工程，2002，17(6)：56811李强，宣益民．纳米流体热导率的测量．化工学报，2003，54(1)：4212谢华请，奚同庚，王锦昌．纳米流体介质导热机理初探．物理学报，2003，52(6)：144413蔡岸，刘震炎．无机纳米流体的热物性及其测试新方法的研究．无机材料学报，2004，19(5)：115114范庆梅，卢文强．纳米流体热导率和粘度的分子动力学模拟计算．工程热物理学报，2004，25(2)：268(责任编辑何欣)t声u产qpⅥp吣声q产kpq声、p吨，、Q沪q}‘p屯≯、Q声qp吣p、oj、Ⅵpqp、≯Ⅵ≯Ⅵ妒q妒、妒吣p、s÷kpqpqp吣≯oq声℃—、s—、9p、jpu—h矿q，‘q产、s—、s—、9争qpu沪qpq，、铀声Ⅵ垆(上接第103页)11ZhuAM，starkJrEAStressagingofAl-XCualloys：ex_periments口]．ActaMater，2001，49：228512ZhuAW，StarkJrEAPrecipitationstreIlgtheningofstress—agedAl-XCualloys[J]．ActaMater，2000，48：223913BakavosD，PrallgneUPB，DifRAcomparisonoftheeffectofagefonllir培ontheprecipitationbehavibrin2×××，、6×××and7×××aerospacealloys．In：proceedingsofthe9thintemadonalconfen奠1ceonalumiIliumalioy&蹦sbane，Australia。2004．12414ZhellgZiqiao，ChenDaqin，Lishichen，eta1．EffectofeX-temalstresson也egm帆hofprecipitatesinA1．Cuand创_Cu_M旷Agalloys[A]．In：pmceedingsofthe9出intema—tionaIcollf色renceonaI删ni啪aIioys．Ikisbane，AustraIia，2004．43915陈大钦，郑子樵，李世晨，等．外加应力对A卜Cu，Al—c小Mg-Ag合金析出相生长的影响[J]．金属学报，2004，40(8)：79916Chen髓qin，ZhellgZiqiao，Lishichen，eta1．MechanismofstressaginginA卜(、u(一Mg-Ag)alloys口]．TranSNonfermusMetSocChim，2004，14(4)：77917李剑．铝合金的应力时效：[硬士论文]．长沙：中南大学，2004．(责任编辑张明)万方数据铝合金时效成形及时效成形铝合金作者：李劲风，郑子樵，李世晨，任文达，陈文敬，LIJinfeng，ZHENGZiqiao，LIShichen，RENWenda，CHENWenjing作者单位：中南大学材料科学与工程学院,长沙,410083刊名：材料导报英文刊名：MATERIALSREVIEW年，卷(期)：2006，20(5)被引用次数：9次参考文献(17条)1.HolmanMCAutoclaveageforminglargealuminumaircraftpanels19892.AdachiT.KimuraS.NagayamaTAgeformingtechnologyforaircraftwingskin20043.AndrewLeversAircraftcomponetmaufacturingtoolandmethod20034.RobeyRF.PrangnellPB.DifRAcomparisonofthestressrelaxationbehaviourofthreealuminiumaerospacealloysforusingage-formingapplications20045.AndrewLeversCreepformingametalliccomponent20046.Bennett查看详情7.StarinkMJ.SinclairI.GaoNDevelopmentofnewdamagetolerantalloysforage-forming20028.KampN.StarinkMJ.SinclairIDevelopmentofAlCu-Mg-Li(MnZrSc)alloysforageforming20049.TimeothyWarner.PhilippeLassince.PlilippeLequevAircraftstructureelementmadeofAl-Cu-Mgalloy200110.查看详情11.ZhuAM.StarkJrEAStressagingofAl-XCualloys:experiments200112.ZhuAW.StarkJrEAPrecipitationstrengtheningofstress-agedAl-XCualloys200013.BakavosD.PrangnellPB.DifRAcomparisonoftheeffectofageformingontheprecipitationbehaviorin2×××6×××and7×××aerospacealloys200414.ZhengZiqiao.ChenDaqin.LiShichenEffectofexternalstressonthegrowthofprecipitatesinAl-CuandAlCu-Mg-Agalloys200415.陈大钦.郑子樵.李世晨外加应力对Al-CuAl-Cu-Mg-Ag合金析出相生长的影响[期刊论文]-金属学报2004(08)16.ChenDaqin.ZhengZiqiao.LiShichenMechanismofstressaginginAl-Cu(-Mg-Ag)alloys[期刊论文]-TransactionsofNonferrousMetalsSocietyofChina2004(04)17.李剑铝合金的应力时效2004相似文献(10条)1.期刊论文甘忠.熊威.张志国.GANZhong.XIONGWei.ZHANGZhi-guo2124铝合金时效成形回弹预测-塑性工程学报2009,16(3)为预测2124铝合金时效成形的回弹量,对时效成形过程进行了理论分析,提出了通过应力松弛量计算时效成形回弹的方法.进行了单向应力松弛试验,得到2124铝合金应力松弛行为的数学表达式,推导出回弹后零件半径的计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 ,并通过实验证明其有效.运用得到的公式研究了弯曲半径、零件厚度和时效时间对回弹量的影响,得到了相应的变化规律和回弹量的下限值,并且给出时效成形回弹成因的解释,并提出材料的应力松弛极限是时效成形回弹的成因之一.2.学位论文孙志强铝合金时效成形微观组织和性能及疲劳断裂特征2009本文通过力学实验，借助光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和电子探针等，研究了2324和7075铝合金的无应力时效和时效成形，对2324和7075在两种不同的处理状态下的微观组织进行了观察分析，并解释了析出相的变化；对主要力学性能如强度、延伸率、断裂韧性和疲劳裂纹扩展速率进行了对比并分析了其差别的原因。观察了试样断裂后的断口形貌，并对其断裂机制进行了研究。对2324铝合金析出相的观察表明：2324铝合金时效成形后由于由于外加应力造成了平行应力方向和垂直应力方向扩散系数的差异，导致了析出相择优生长，产生了“应力位向效应”：无应力时效时析出相沿{201}晶面族均匀析出，时效成形后析出相平行（111）方向择优析出。择优生长的方向取决于外加应力的形式（拉应力或者压应力）和外加应力的方向。由于7075GP区高度对称的球形形貌，且“应力位向效应”发生在时效的初始阶段，7075铝合金时效成形后未观察到“应力位向效应”。在2324和7075基体中，都存在三种颗粒相：1）尺寸在0.1～10微米之间，富含Fe、Si等元素的杂质相，由于本身较脆或与基体结合力较低，往往形成裂纹源。2）尺寸在0.05～0.5微米之间，主要含Mn、Cr、Zr等元素在均匀化时即存在的中等尺寸质点，能起到抑制晶粒长大和抑制再结晶的作用。3）尺寸在0.01～0.5微米之间的细小的时效沉淀相，能显著提高材料的力学性能。在应力场和温度场的耦合作用下，时效成形后合金中的晶粒组织被进一步拉长压扁。导致与无应力时效相比，晶粒的协调性变差，材料的塑性降低，2324和7075时效成形后的强度、延伸率、和断裂韧性都有一定程度降低。由于铝合金轧制后，晶内难溶相、未溶相将在轧制方向形成有序排列，导致2324和7075垂直轧制方向断裂韧性高于平行轧制方向，而疲劳裂扩展速率低于平行轧制方向。无论2324还是7075，时效成形后试样的疲劳裂纹扩展速率与无应力时效相比，无显著变化，而相同热处理状态下垂直轧制方向比平行轧制方向慢。说明决定疲劳裂纹扩展速率的主要因素是晶内未溶相的有序排列，晶粒形貌的改变和析出相的择优分布对疲劳裂纹扩展速率影响不大。3.期刊论文黄遐.曾元松.黄硕.HUANGXia.ZENGYuan-song.HuangShuo铝合金2324蠕变时效成形试验研究-塑性工程学报2009,16(3)蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性,将成形与时效热处理同步进行的一种成形方法.文章以可时效强化型铝合金2324为研究对象开展蠕变时效成形试验,考察了厚度、弹性预变形量、时效时间和温度的综合效应对成形曲率半径和材料性能的影响规律,并通过正交多项式回归分析,建立了回弹率与4个试验因素之间的回归方程,为实际工艺参数的优化以及回弹预测提供参考.4.期刊论文黄霖.万敏.HuangLin.WanMin铝合金厚板时效成形回弹补偿算法-航空学报2008,29(5)时效成形是一种适用于飞机整体壁板零件制造的成形工艺,具有回弹量大的特点,因此需要在准确预测回弹量的基础上对模具型面进行修正,以消除回弹对成形精度的影响.本文提出了一种基于有限元计算驱动的适用于铝合金时效成形的模具型面迭代修正算法,并应用该算法进行了单曲率的圆柱面零件、双曲率的球面零件及马鞍形零件的修模计算分析.通过4次迭代计算,使圆柱面和球面零件成形误差减小到0.4mm以内;通过5次迭代,使马鞍形零件除4个角部外,其余部位型面误差小于0.5mm.证明了该回弹补偿算法具有计算精度高、收敛速度快的优点.5.期刊论文孙志强.周文龙.陈国清.黄遐.曾元松时效成形对2324铝合金组织及性能的影响-材料工程2009(10)研究了时效成形对2324铝合金力学性能的影响,利用透射电镜观察了时效成形过程中的微观组织.研究了时效成形产生的"应力位向效应"及其对力学性能的影响,对"应力位向效应"的特征和产生原因进行了分析.结果表明:由于外加应力造成了平行应力方向和垂直应力方向扩散系数的差异,导致析出相择优生长.无应力时效时析出相沿{201}晶面族均匀析出,时效成形过程中析出相沿平行(111)方向择优生长,择优生长方向主要取决于外加应力的方向.6.会议论文黄霖.万敏.黄硕.迟彩楼.季秀升7B04铝合金厚板蠕变时效成形有限元分析2007蠕变时效成形是一种针对制造大型飞机整体壁板零件而开发的成形工艺.该工艺基于材料在适当温度下能同时进行人工时效和蠕变,从而引发应力松弛,使得成形后零件的力学性能好且生产成本低.根据试验数据确定了铝合金材料蠕变本构方程中的材料常数,并应用商业化有限元软件ABAQUS分析了7B04铝合金厚板的弯曲蠕变过程及回弹效应.7.期刊论文张旸.张源.李鹰.ZHANGYang.ZHANGYuan.LIYing整体壁板时效成形技术研究-飞机设计2009,29(3)针对壁板难于成形的问题,国际上发展了时效成形技术.本文介绍了时效成形的基本原理,通过对7B04铝合金壁板时效成形试验的研究,得到了时效成形率与温度、时间、应力的关系.8.期刊论文黎俊初.邹唤.熊洪淼.谭险峰.常春.LIJun-chu.ZOUHuan.XIONGHong-miao.TANXian-feng.CHANGChun筋板类LY12铝合金零件蠕变时效成形有限元分析-塑性工程学报2010,17(2)蠕变时效成形技术对于航空航天器件中大型复杂整体壁板类零件的制造具有独特优势,被认为是大型飞机特别重要的金属成形工艺之一.文章利用自行设计的工装,经试验确定了LY12铝合金的最佳蠕变时效成形温度;通过蠕变拉伸试验,得出LY12铝合金材料在最佳温度下的蠕变本构方程中的材料常数,并应用有限元软件ABAQUS分析了筋板类LY12铝合金零件的弯曲蠕变过程及回弹效应.9.期刊论文黄霖.万敏.黄硕.迟彩楼.季秀升7B04铝合金厚板蠕变时效成形有限元分析-航空制造技术2007(z1)蠕变时效成形是一种针对制造大型飞机整体壁板零件而开发的成形工艺.该工艺基于材料在适当温度下能同时进行人工时效和蠕变,从而引发应力松弛,使得成形后零件的力学性能好且生产成本低.根据试验数据确定了铝合金材料蠕变本构方程中的材料常数,并应用商业化有限元软件ABAQUS分析了7B04铝合金厚板的弯曲蠕变过程及回弹效应.10.期刊论文李二伟.成武冬.于洋.LIEr-wei.CHENGWu-dong.YUYang热压罐时效成形2124铝合金的弯曲回弹预测研究-科学技术与工程2008,8(19)在分析了时效成形的成形原理和特点的基础上,提出了通过等效变形的方法.从单向拉伸时效成形(应力松弛)实验入手,建立了由拉伸应力松弛试验和壁板弯曲应力松弛试验之间的定量关系,利用上述关系预测了给定曲率的壁板经过时效成形后的外形,给出的算例,证明该算法的有效性.引证文献(7条)1.彭青.陈光南.吴臣武.罗耕星.王秀凤整体壁板激光辅助预应力成形[期刊论文]-航空学报2009(8)2.李超.万敏.黄霖7B04铝合金蠕变过程中析出相的影响因素[期刊论文]-航空材料学报2009(2)3.郭昀抒.潘清林.聂波.何振波.尹志民2A23时效成形铝合金的时效研究[期刊论文]-材料工程2009(1)4.黎俊初.陈佳.熊洪淼.谭险峰.常春LY12MO铝合金板时效成形回弹率研究[期刊论文]-南昌航空大学学报（自然科学版）2008(4)5.王俊彪.刘中凯.张贤杰大型机翼整体壁板时效成形技术[期刊论文]-航空学报2008(3)6.曾元松.黄遐大型整体壁板成形技术[期刊论文]-航空学报2008(3)7.权力伟.丛福官.刘春城.李念奎.田妮.赵刚2124铝合金在加载时效时的变形特点[期刊论文]-轻合金加工技术2008(7)本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_cldb200605028.aspx授权使用：李建平(wfnchkdx)，授权号：0a637088-3143-497b-8695-9eb101235ac1下载时间：2011年3月25日