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大规格铝合金棒料心部与表层组织差异

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2022-12-22 09:19:32

大规格铝合金棒料心部与表层组织差异

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2025-07-24 04:04:06

为解决大型铝合金模锻件在传统热模锻工艺下出现的表层组织晶粒度粗大,表层和心部晶粒度差距大等问题,本文提出了“欠压模锻+低温小变形”的成形工艺方法,通过控制铝合金模锻件内部形变储能的累积与释放,细化锻件表层粗大组织,最终实现铝合金模锻件组织均匀性调控。

近年来7 系铝合金作为航空结构材料之一,已经广泛应用于大飞机关键结构件的生产制造中。大型铝合金航空模锻件一般具有高筋薄壁的特征,采用传统热模锻工艺不可避免地存在从表层到心部的组织不均匀问题,特别是锻件表层晶粒和析出相粗大引发的航空结构件服役性能弱化与模锻件成品率低的问题普遍存在。为此,本文采用数值模拟和物理实验相结合的方法,以H 形断面模锻件为对象,研究提出了一种欠压模锻与低温小变形工艺相结合的锻件表层组织调控成形工艺,有效的细化了模锻件表层晶粒组织,最终获得了晶粒组织均匀的铝合金模锻件。

表层组织调控工艺及分析模型

为研究模锻件表层组织调控工艺,本文设计了一个H 形截面模锻试验件,形状尺寸。锻件材料为7050 铝合金,化学成分见表1,坯料尺寸为77mm×50mm×50mm。

工艺过程为:首先对其进行欠压模锻,始锻温度350℃,欠压量5mm。压制后回炉进行200℃均温处理。随后将模具预热到300℃,进行低温小变形压制,压下量5mm,压制后固溶处理。该工艺通过欠压模锻预留出一定的变形量,在低温小变形压制过程中,通过提高模具温度,降低锻件温度使成形过程中锻件的表层温度高于心部,从而改善表层的变形条件,提高表层的变形量,同时抑制心部温度,减轻心部晶粒长大倾向,配合后期固溶处理进而实现表层心部组织均匀性的控制。

表1 7050 铝合金化学成分(%)

图2 工艺模拟模型

图3 试验模具

为对上述工艺进行分析研究,建立了三维有限元分析模型(图2),并设计制备了试验模具(图3)。模拟采用DEFORM 有限元软件,选用四面体网格,工件共划分单元101012 个,上模与下模的单元数分别为54585 和60370 个。工件与环境的热交换系数为0.02N/(sec·mm·℃);工件与模具间的热交换系数为11N/(sec·mm·℃),摩擦系数设为0.3。

欠压模锻工步分析

图4 为模拟所得欠压模锻后锻件的温度场与应变场分布情况。由图4(a)可知,锻件肋部表层温度由350℃下降为190℃,肋部中心部位温度降为220℃,温度差异较大。图4(b)反映了锻件各部分的等效应变分布情况,从图中可以看出,锻件肋部的表层区域由于位于变形死区,其变形量很小,等效应变值只有0.1 左右,肋部的中心区域等效应值变达到了0.375,与表层变形量差距较大,可见锻件肋部各区域变形不均匀十分显著。

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2025-07-24 04:04:06

7075合金铝材成份主要为:锌是该系中主要合金元素,向含3%-7.5%锌的合金中添加镁,可形成强化效果显著的MgZn2,使该合金的热处理效果远远胜过铝-锌二元合金。提高合金中的锌、镁含量,抗拉强度会得到进一步的提高,但其抗应力腐蚀和抗剥落腐蚀的能力会随之下降。经热处理,能达到非常高的强度特性。该系材料一般都会加入少量铜、铬等合金,该系当中以7075-T651铝合金尤为上品,被誉为铝合金中最优良的产品,强度高,远胜于软钢。此合金并具有良好机械性能及阳极反应。代表用途有航空航天、模具加工、机械设备、工装夹具,特别用于制造飞机结构及其它要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构。产品使用特点:

1. 组织致密性:独有的晶粒细化工艺保证,航空产品系列全部通过航空航天用铝合金制品的超声波探伤工序检验,无沙孔,裂纹,气泡及杂质等。

2. 内应力(人工时效):完美的预拉伸消除内应力工艺处理,彻底消除内应力,产品在加工和受力时也不翘,开裂及变形。

3. 公差精度:产品全部符合美国材料及试验学会规范(ASTM)和航空航天材料规范(AMS),大部份产品的公差指标可超过ASTM1/2公差精度,部分产品公差指标甚至可超过ASTM1/4的标准公差精度。

4. 加工性能:将化学成分,强度及硬度的偏差降至最小,加工中不会发生“粘刀“,”崩刀“现象。

5. 均匀性:热处理技术卓越,产品在300MM厚度(或直径)以下,强度和硬度可保持一致。

6. 稳定性:生产工序全部电脑控制,绝少人为偏差,不同批次生产也可保证性能一样。

7. 阳极氧化效果:阳极氧化处理效果均匀而有光泽,表面无“条纹“状或”斑点“状,颜色不一现象发生。

8. 抗腐蚀性能:通过金属及合金的显微检验,具有优良的抗应力腐蚀性能及抗腐蚀祾状剥落性能,在各种介质(如水蒸气,弱酸及弱碱等)环境下长久使用不会产生凹坑或发黑等现象。

9. 抗高温性能:在400°C工作中不会产生永久变形

10.弯曲性能:板材全部通过半导弯曲检验,弯曲180度不会产生开裂现象。

踏实的白猫
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2025-07-24 04:04:06
不锈钢要看牌号,304比较贵,201便宜得多,差价很大。以性能比较好的304不锈钢来说,与铝合金比,同等重量计算,价格差距不大。同等体积下,因为不锈钢密度大,价格要高得多。

但是,这里又有一个问题了——不同的铝合金差价也很大。

普通小厂用回收料制造的2A12铝合金棒料,或者6061板材,价格比较便宜,2万左右一吨。大厂的正规料往往价格几乎翻倍。进口的7系航空铝合金价格更高。

国内一般企业生产非军品非航空件非关键零部件,通常使用的铝合金都是最普通最便宜那种,牌号也经常混用。我前面说的铝合金价格跟304不锈钢差不太多,是指这种廉价料。

羞涩的战斗机
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2025-07-24 04:04:06
问题描述不是很清楚。是否要问的是:车床装32刀柄机夹刀,成型刀片加工轴类零件,材料为铝或铝合金棒料。如果是这样的问题,做如下回答:铝合金车床加工出现刀纹有多种情况。1.进刀量与转速不匹配,每转进刀参数太大,粗糙度不达标。2.刀具形状或型号选择错误,造成车削质量不高。3.刀具材质错误,如表面要求高,铝合金棒料应在精加工工序使用高硬度刀具,比如金刚石刀具,用合适的刀具角度和较高的转速,在不是太差的车床上都可以加工出不错的表面质量。

现在你用的32刀柄不知道是什么类型的,如果是w或c型,可能要差些,如果选用v型刀柄,配陶瓷刀片或镶嵌金刚石刀片,可马上提高表面质量。注意铝合金的加工原则:高线速度,高硬度刀具,小半径刀具(刀片要锋利)

顺心的石头
成就的朋友
2025-07-24 04:04:06
这是日本JIS标准,我国现在也采用这个标准。

A5056H18

拉伸强度435(N/mm2) 耐力405(N/mm2) 布氏硬度105(HBS10/50) 疲劳强度150(N/mm2)

A5056H38

拉伸强度415(N/mm2) 耐力345(N/mm2) 布氏硬度100(HBS10/50) 疲劳强度150(N/mm2)

震动的香氛
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2025-07-24 04:04:06
DIN 3.1645(AlCuMgPb)是德国的铝合金牌号,属铝铜合金系列,即美国和法国标准中的铝合金2030牌号.无中国牌号对应.

DIN 3.1645(AlCuMgPb)成分如下:

Si0.8%,Fe0.8%,Cu3.3~4.6%,Mn0.5~1.0%,Mg0.4~1.8%,Zn0.8%,Ti0.2%,Bi+Cd+Pb+Sn1.0~2.5%,杂质0.1~0.3%,其余为Al.

DIN 3.1645(AlCuMgPb)机械性能:

抗拉强度:35Kg/平方MM,屈服强度25,伸长率8%,布氏硬度100.

产品特点:

1.高强度可热处理合金。

2.良好机械性能。

3.可使用性好。

4.易于加工,耐磨性好。

5.抗腐蚀性能、抗氧化性好。

主要用途:

航空固定装置,卡车,塔式建筑,船,管道及其他需要有强度、可焊性和抗腐蚀性能的建筑上的应用的领域。如:飞机零部件、齿轮和轴、熔丝零件、仪表轴和齿轮、导弹零件跳进阀零件、涡轮、钥匙、飞机、航空及国防应用。

艾荔艾有DIN 3.1645(AlCuMgPb)铝合金板,铝合金棒。

老实的仙人掌
风趣的火
2025-07-24 04:04:06
铁合金现货 网为您解答,铝合金型号及应用领域:

1050 食品、化学和酿造工业用挤压盘管,各种软管,烟花粉。

1060 要求抗蚀性与成形性均高的场合,但对强度要求不高,化工设备是其典型用途。

1100 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件,例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具。

1145 包装及绝热铝箔,热交换器。

1199 电解电容器箔,光学反光沉积膜。

1350电线、导电绞线、汇流排、变压器带材。

2011 螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品。

2014 应用于要求高强度与硬度(包括高温)的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料,车轮与结构元件,多级火箭第一级燃料槽与航天器零件,卡车构架与悬挂系统零件。

2017 是第一个获得工业应用的2XXX系合金,它的应用范围较窄,主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件,螺旋桨与配件。

2024 飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件。

2036汽车车身钣金件。

2048 航空航天器结构件与兵器结构零件。

2124 航空航天器结构件。

2218飞机发动机和柴油发动机活塞,飞机发动机汽缸头,喷气发动机叶轮和压缩机环。

2219 航天火箭焊接氧化剂槽,超音速飞机蒙皮与结构零件,工作温度为-270~300℃。焊接性好,断裂韧性高,T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力。

2319 焊拉2219合金的焊条和填充焊料。

2618 模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件。

2A01 工作温度小于等于100℃的结构铆钉。

2A02 工作温度200~300℃的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片。

2A06 工作温度150~250℃的飞机结构及工作温度125~250℃的航空器结构铆钉。

2A10 强度比2A01合金的高,用于制造工作温度小于等于100℃的航空器结构铆钉。

2A11 飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。航空器的中等强度的螺栓与铆钉。

2A12 航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等,建筑与交通运输工具结构件。

2A14 形状复杂的自由锻件与模锻件。

2A16 工作温度250~300℃的航天航空器零件,在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱。

2A17 工作温度225~250℃的航空器零件。

2A50 形状复杂的中等强度零件。

2A60 航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等。

2A70 飞机蒙皮,航空器发动机活塞、导风轮、轮盘等。

2A80 航空发动机压气机叶片、叶轮、活塞、涨圈及其他工作温度高的零件。

2A90 航空发动机活塞。

3003 用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件,或既要求有这些性能又需要有比1XXX系合金强度高的工作,如厨具、食物和化工产品处理与贮存装置,运输液体产品的槽、罐,以薄板加工的各种压力容器与管道。

3004 全铝易拉罐罐身,要求有比3003合金更高强度的零部件,化工产品生产与贮存装置,薄板加工件,建筑加工件,建筑工具,各种灯具零部件。

3105 房间隔断、档板、活动房板、檐槽和落水管,薄板成形加工件,瓶盖、瓶塞等。

3A21 飞机油箱、油路导管、铆钉线材等;建筑材料与食品等工业装备等。

5005 与3003合金相似,具有中等强度与良好的抗蚀性。用作导体、炊具、仪表板、壳与建筑装饰件。阳极氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮,并与6063合金的色调协调一致。

5050 薄板可作为致冷机与冰箱的内衬板,汽车气管、油管与农业灌溉管;也可加工厚板、管材、棒材、异形材和线材等。

5052 此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静态强度,用于制造飞机油箱、油管,以及交通车辆、船舶的钣金件,仪表、街灯支架与铆钉、五金制品等。

5056 镁合金与电缆护套铆钉、拉链、钉子等;包铝的线材广泛用于加工农业捕虫器罩,以及需要有高抗蚀性的其他场合。

5083 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合,诸如舰艇、汽车和飞机板焊接件;需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹元件、装甲等。

5086 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合,例如舰艇、汽车、飞机、低温设备、电视塔、钻井装置、运输设备、导弹零部件与甲板等。

5154 焊接结构、贮槽、压力容器、船舶结构与海上设施、运输槽罐。

5182 薄板用于加工易拉罐盖,汽车车身板、操纵盘、加强件、托架等零部件。

5252 用于制造有较高强度的装饰件,如汽车等的装饰性零部件。在阳极氧化后具有光亮透明的氧化膜。

5254 过氧化氢及其他化工产品容器。

5356 焊接镁含量大于3%的铝-镁合金焊条及焊丝。

5454 焊接结构,压力容器,海洋设施管道。

5456 装甲板、高强度焊接结构、贮槽、压力容器、船舶材料。

5457 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件。

5652 过氧化氢及其他化工产品贮存容器。

5657 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件,但在任何情况下必须确保材料具有细的晶粒组织。

5A02 飞机油箱与导管,焊丝,铆钉,船舶结构件。

5A03 中等强度焊接结构,冷冲压零件,焊接容器,焊丝,可用来代替5A02合金。

5A05 焊接结构件,飞机蒙皮骨架。

5A06 焊接结构,冷模锻零件,焊拉容器受力零件,飞机蒙皮骨部件。

5A12 焊接结构件,防弹甲板。

6005 挤压型材与管材,用于要求强高大于6063合金的结构件,如梯子、电视天线等。

6009 汽车车身板。

6010 薄板:汽车车身。

6061 要求有一定强度、可焊性与抗蚀性高的各种工业结构性,如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、夹具、机械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材。

6063 建筑型材,灌溉管材以及供车辆、台架、家具、栏栅等用的挤压材料。

6066 锻件及焊接结构挤压材料。

6070 重载焊接结构与汽车工业用的挤压材料与管材。

6101 公共汽车用高强度棒材、电导体与散热器材等。

6151 用于模锻曲轴零件、机器零件与生产轧制环,供既要求有良好的可锻性能、高的强度,又要有良好抗蚀性之用。

6201 高强度导电棒材与线材。

6205 厚板、踏板与耐高冲击的挤压件。

6262 要求抗蚀性优于2011和2017合金的有螺纹的高应力零件。

6351 车辆的挤压结构件,水、石油等的输送管道。

6463 建筑与各种器具型材,以及经阳极氧化处理后有明亮表面的汽车装饰件。

6A02 飞机发动机零件,形状复杂的锻件与模锻件。

7005 挤压材料,用于制造既要有高的强度又要有高的断裂韧性的焊接结构,如交通运输车辆的桁架、杆件、容器;大型热交换器,以及焊接后不能进行固熔处理的部件;还可用于制造体育器材如网球拍与垒球棒。

7039 冷冻容器、低温器械与贮存箱,消防压力器材,军用器材、装甲板、导弹装置。

7049 用于锻造静态强度与7079-T6合金的相同而又要求有高的抗应力腐蚀开裂勇力的零件,如飞机与导弹零件——起落架液压缸和挤压件。零件的疲劳性能大致与7075-T6合金的相等,而韧性稍高。

7050 飞机结构件用中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件。制造这类零件对合金的要求是:抗剥落腐蚀、应力腐蚀开裂能力、断裂韧性与抗疲劳性能都高。

7072 空调器铝箔与特薄带材;2219、3003、3004、5050、5052、5154、6061、7075、7475、7178合金板材与管材的包覆层。

7075 用于制造飞机结构及期货 他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、模具制造。

7175 用于锻造航空器用的高强度结构性。T736材料有良好的综合性能,即强度、抗剥落腐蚀与抗应力腐蚀开裂性能、断裂韧性、疲劳强度都高。

7178 供制造航空航天器的要求抗压屈服强度高的零部件。

7475 机身用的包铝的与未包铝的板材,机翼骨架、桁条等。其他既要有高的强度又要有高的断裂韧性的零部件。

7A04飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等。