6082鋁合金擠壓過程模擬與組織性能研究.pdf

1、6082鋁合金擠壓過程模擬與組織性能研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文學(xué)生姓名：劉承祿指導(dǎo)教師：劉慶教授專業(yè)：材料科學(xué)與工程學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院二O一一年五月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要本論文主要圍繞6082鋁合金空心復(fù)雜擠壓型材的生產(chǎn)，探討物理模擬和數(shù)值模擬相結(jié)合對(duì)6082鋁合金型材擠壓生產(chǎn)的指導(dǎo)意義。借助Gleeble1500D熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)，研究6082鑄態(tài)鋁合金的在不同變形溫度和速度下的高溫流變行為，進(jìn)而通過建立雙

2、曲正弦函數(shù)來描述這種合金的穩(wěn)態(tài)流變形為。物理模擬的結(jié)果反映出材料在高溫變形的特性，將被定義為數(shù)值模擬軟件中變形材料的類型。依據(jù)數(shù)值模擬過程中設(shè)定的擠壓變形條件，確定后續(xù)擠壓過程中擠壓溫度、擠壓速度等輸入?yún)?shù)。通過測(cè)量擠壓加工過程時(shí)溫度和壓力等工程參數(shù)，可以作為有效的反饋信息，促進(jìn)數(shù)值模型中邊界條件的優(yōu)化。成功得到復(fù)雜斷面擠壓型材后，對(duì)空心型材的斷面特征位置進(jìn)行了力學(xué)性能和微觀組織分析。通過熱模擬、有限元數(shù)值模擬、擠壓加工實(shí)驗(yàn)、加工工程參

3、數(shù)測(cè)試及鋁合金空心型材的組織和性能分析，得到主要研究結(jié)果如下:①鑄態(tài)均勻化6082鋁合金為正應(yīng)變速率速率敏感的材料。穩(wěn)態(tài)流變應(yīng)力模型可以通過雙曲正弦函數(shù)來描述。根據(jù)雙曲函數(shù)的定義可以將流變應(yīng)力σ表述為ZenerHollomon參數(shù)Z值的函數(shù)，即穩(wěn)態(tài)流變應(yīng)力的模型為:σ=40ln(Z2.84910)15.97[(Z2.84910)25.971]12熱壓縮后，通過電子通道褊度技術(shù)分析得出，變形樣品的晶粒度隨變形溫度的升高而增大，隨變形速率的

4、增大而減小。②應(yīng)用UG4.0設(shè)計(jì)出擠壓分流模具的三維模型，然后在HyperXtrude8.0軟件對(duì)6082鋁合金的擠壓過程進(jìn)行有限元模擬，得到的結(jié)果較好的預(yù)測(cè)實(shí)際擠壓中擠壓筒內(nèi)壓力和模具工作帶溫度的變化趨勢(shì)。模擬得到的工作帶出口速度與實(shí)際擠壓型材的模具出口端流速基本相符。③6082鋁合金高溫流變應(yīng)力模型和擠壓數(shù)值模擬結(jié)果可以指導(dǎo)復(fù)雜型材擠壓加工工藝的制訂。對(duì)于本文中涉及的斷面形狀復(fù)雜的模具，結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果，當(dāng)擠壓溫度為480℃時(shí)，可以

5、擠出產(chǎn)品尺寸和表面光澤度較好的型材。④經(jīng)過擠壓得到的復(fù)雜型材外觀和形狀尺寸良好，經(jīng)過在線淬火和時(shí)效后，該產(chǎn)品的截面平均維氏硬度為110.0（HV），抗拉強(qiáng)度為296.38MPa，可以滿足工程應(yīng)用的要求，其中壁厚值較大的位置樣品的力學(xué)性能較高。⑤SEMECC成像技術(shù)可以作為觀察高溫變形態(tài)6082鋁合金微觀組織的有效手段。它制樣方法簡(jiǎn)單，所以在變形態(tài)鋁合金樣品的分析中有著良好的推廣前景。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：6082鋁合金，熱變形，數(shù)值模擬，熱擠