铝合金拉形粗晶临界预应变曲线的建立及应用.pdf

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1、2013年4月第39卷第4期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsApril2013V01．39No．4铝合金拉形粗晶临界预应变曲线的建立及应用王昆万敏华程邵旭分(北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京100191)(成都飞机工业集团公司制造工程部，成都610092)摘要：粗晶是铝合金蒙皮多道次拉形中常见的成形缺陷．根据实际蒙皮拉形过程和变形状态，按照“预拉伸．淬火．微观组织分析”的流程，对2024一O铝合金板材进行了不同

2、应变路径下的试验，建立了晶粒大小和热处理前预拉伸量的关系．采用网格应变测量技术，确定了不同应变路径下的粗晶临界预应变，建立了粗晶临界预应变曲线．应用该曲线对蒙皮拉形过程进行了有限元分析，从而控制粗晶的产生．关键词：铝合金；拉伸成形；淬火；粗晶；临界预应变中图分类号：TG386；TG166．3文献标识码：A文章编号：1001—5965(2013)04-0508-04Determinationandapplicationofcoarse-graincriticalpre—straincurvetoaIuminumall

3、oystretchfOrmingWangKunWanMin(SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)HuaChengShaoXufen(DepartmentofManufacturingEngineering，ChengduAircraftIndustriesCo．Ltd．，Chengdu610092，China)Abstract：Coar

4、se—grainisoneofthemaindefectsinmultistagestretchformingofairplaneskinsforalu—minumalloy．Anexperimentofdifferentstrainpathsto2024-0aluminumalloywasdesignedaccordingtothedeformationstateandprocessinskinstretchforming．Theexperimentprocesswaspre—stretch，quenchheat

5、treatmentandmicrostructureanalysis，fromwhichtherelationshipbetweengrainsizeanddeformationbeforeheattreatmentwasestablished．Thecriticalpre—strainsofdifferentstrainpathswereobtainedthroughgridstrainmeasurement，andthecriticalpre—strainCHIvewasdetermined．Thefinite

6、elementanalysisofanair—planeskinwascarriedoutcombinedwiththecriticalpre—straincurve，andthecoarse—grainwascontrolled．Keywords：aluminumalloy；stretchforming；quenchheattreatment；coarse—grain；criticalpre—strain蒙皮是飞机的外形零件，尺寸大，直接与气流接触，构成了飞机的气动外形，因而要求外形准确、流线光滑和表面无划伤、粗

7、晶等缺陷．然而对于复杂蒙皮成形，通常要引入中间退火或淬火来进行多道次拉形．在中间热处理过程中，有可能导致材料晶粒粗大，零件外观表现为橘皮状缺陷．粗晶的产生将降低材料的强度、塑性和韧性，从而严重影响了蒙皮成形质量．相关研究表明，淬火前拉伸(预拉伸)与淬火过程是导致粗晶的直接原因．对于特定的某种材料，预变形较小时淬火后晶粒保持原来的状态．当预变形增大到一定程度时，淬火后晶粒特别粗大，这时的变形称为临界预变形⋯．因此，在预拉伸成形时应尽量控制变形量使其避开临界值．目前国内外对于粗晶影响因素及产生机制等方面已有相关研究．文

8、献[2]研究了晶粒大小和表面粗糙度对板材拉伸失稳的影响．文献[3]对两种铝合金高温成形时粗晶的影响因素进行了对比研究．文献[4—7]通过金属板收稿日期：2012旬3—25；网络出版时间：2012-06．1510：02网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V20120615．1002．005．html基金项目：国家86