学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

6xxx铝合金半固态坯料的制备及其成形数值模拟

作 者: 董富军
导 师: 路贵民
学 校: 东北大学
专 业: 材料加工工程
关键词: 半固态制浆 液相线半连续铸造 6XXX铝合金 二次加热 数值模拟 半固态挤压
分类号: TG249.9
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
下 载: 61次
引 用: 2次
阅 读: 论文下载
 

内容摘要


金属半固态加工技术是一种节能节材、高精度、高性能的新型加工方法,具有广阔的发展前途,是21世纪最具有发展潜力的金属成形技术之一。本文采用液相线半连续铸造工艺制备6063和6061铝合金半固态坯料,采用该工艺可以获得适合于半固态加工的细小、均匀的蔷薇状或近球状的晶粒组织,且工艺简单、生产效率高。采用Image-Pro Plus金相图像分析软件对半连续铸锭的组织进行晶粒尺寸和圆整度的分析,铸坯中心部位的晶粒尺寸和圆整度比边部的小,随着铸造速度的增加,晶粒尺寸增大,组织不均匀性增加。所以在略高于液相线温度保温,较低的铸造速度下进行半连续铸造能获得良好的非枝晶组织,并在此基础上分析了液相线半连续铸造条件下的形核及长大机理。利用电阻炉加热,考察了液相线半连续铸造的6063和6061合金坯料在不同的加热温度、不同的保温时间下的二次加热组织。通过Image-Pro Plus金相图像分析软件对二次加热组织进行液相和有效液相分数、晶粒平均等积圆直径和圆整度定量的分析,得到二次加热组织演变规律。6063合金在加热温度615℃,保温时间20min或加热温度635℃,保温时间10min;6061合金在加热620℃,保温时间10min,能够获得适合于半固态触变成形的浆料组织。本文利用了粘—塑性有限元模拟技术和半固态的变形机制,采用Deform-3D塑性有限元分析软件对6061合金在620℃半固态挤压成形进行了数值模拟,考察了挤压速度、模具结构及模具温度对半固态挤压时挤压力,挤压件温度场、等效应变场和等效应力场的影响,并与450℃固态挤压成形数值模拟结果进行了对比分析,由于变形机制的不同使得半固态挤压效果明显不同于固态挤压。通过数值模拟优化获得的6061铝合金坯料在620℃的半固态挤压工艺为:挤压速度3mm/s,模具温度200℃,挤压筒温度600℃的平模等温半固态挤压。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-9
目录  9-12
第一章 综述  12-24
  1.1 半固态金属成形技术  12-15
    1.1.1 金属半固态成形工艺  13-14
    1.1.2 半固态成形合金  14-15
  1.2 半固态金属坯料的制备  15-16
  1.3 半固态金属坯料的二次加热  16-17
  1.4 半固态合金触变成形数值模拟技术  17-19
  1.5 国内外半固态成形技术的发展状况  19-22
  1.6 课题的目的、意义及研究内容  22-24
第二章 6XXX铝合金半固态坯料制备  24-34
  2.1 实验材料和方法  24-25
    2.1.1 6063铝合金的坯料制备  24-25
    2.1.2 6061铝合金的坯料制备  25
  2.2 实验结果与分析  25-31
    2.2.1 6063合金半固态坯料  25-29
      (a) 坯料的微观组织  26-28
      (b) 铸造温度对组织的影响  28-29
      (c) 铸造速度对组织的影响  29
    2.2.2 6061合金半固态坯料  29-31
  2.3 近液相线半连续铸造6XXX系铝合金组织的形成机理  31-33
    2.3.1 晶核的来源  31-32
    2.3.2 晶核的长大  32-33
  2.4 本章小结  33-34
第三章 6XXX铝合金半固态坯料的二次加热  34-50
  3.1 6XXX合金半固态坯料的二次加热  34-46
    3.1.1 实验方法及步骤  34-35
    3.1.2 6063合金半固态坯料的二次加热  35-42
      (a) 保温时间对二次加热组织的影响  35-40
      (b) 加热温度对二次加热组织的影响  40-42
    3.1.3 6061合金半固态坯料的二次加热  42-46
      (a) 二次加热的微观组织  42-44
      (b) 加热温度和保温时间对二次加热组织的影响  44-46
  3.2 半固态坯料二次加热组织演变规律  46-48
  3.3 本章小结  48-50
第四章 6061合金触变成形的数值模拟  50-66
  4.1 粘塑性有限元法  50-52
    4.1.1 粘塑性有限元法的基本假设  50
    4.1.2 粘塑性有限元法的基本方程  50-51
    4.1.3 塑性材料的变分原理  51-52
  4.2 半固态材料变形行为  52-54
    4.2.1 半固态材料的变形机制  52-53
    4.2.2 半固态材料塑性变形的本构关系  53-54
  4.3 6061铝合金挤压数值模拟  54-64
    4.3.1 DEFORM软件的介绍  55
    4.3.2 挤压模拟前处理  55-56
    4.3.3 挤压模拟与结果分析  56-64
      4.3.3.1 半固态挤压  56-61
        (a) 挤压速度对触变成型的影响  59-60
        (b) 模具温度对触变成型的影响  60-61
      4.3.3.2 半固态和固态挤压模拟的区别  61-64
        (a) 挤压力  61-62
        (b) 出模具口处挤压件中心温度  62
        (c) 等效应变  62-63
        (d) 等效应力  63-64
  4.4 本章小结  64-66
第五章 总结  66-68
参考文献  68-72
致谢  72

相似论文

  1. LNG系统中工作压力设定依据与换热器正交试验设计,TQ051.5
  2. 高强度钢板冲压件回弹的研究,TG386
  3. 筒形件可控径向加压充液拉深数值模拟与实验研究,TG386
  4. 硬质合金与钢连接工艺及机理研究,TG454
  5. 具有非对称端壁的涡轮叶栅气膜冷却数值研究,V231.3
  6. 复杂形体的高速气动对流及耦合换热研究,V215.4
  7. 轨道交通引起周围环境竖向振动的振源特性分析,U211.3
  8. 循环流化床内颗粒聚团的传热特性研究,TK124
  9. 生物质直接再燃的数值模拟,TK16
  10. 670t/h四角切圆锅炉炉内煤粉燃烧过程的数值模拟,TK224.11
  11. 1000MW超超临界褐煤锅炉炉内燃烧过程的数值模拟,TK224.11
  12. 喷动床内气固两相流动特性的研究,TK173
  13. 周向浓淡旋流燃烧器空气动力场的试验研究及数值模拟,TK223.23
  14. 中心回燃式燃烧室燃烧特性研究,TK223.21
  15. 迷宫式汽封和薄叶式汽封的数值模拟与对比分析,TK263.2
  16. 三峡库区水环境中营养盐磷分布规律的数值研究,X832
  17. 阀外置式小排量抽油泵的设计及性能仿真分析,TE933.3
  18. 渗流对尾矿坝稳定性影响的分析,TV649
  19. 低渗透油藏水力压裂研究,P618.13
  20. 果园风送式喷雾机流场数值模拟及试验研究,S491
  21. 微型联合收割机气流式清选装置的仿真研究,S225.3

中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 铸造 > 特种铸造 > 其他特种铸造
© 2012 www.xueweilunwen.com