挤压铸造6082铝合金高温流变行为研究

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6082铝合金作为一种典型的6000系铝合金,具有较高的比强度,良好的机加工性能和出色的锻造性能,在航空和汽车行业被广泛用于生产结构件。这些结构件常采用锻造方式制造,但对于复杂零件,该方法会产生较多的道次,相应增加模具花费,降低生产效率和材料利用率,同时在热处理过程中再结晶会异常长大。本文以6082铝合金为研究材料提出了一种先挤压铸造生产出毛坯再经一次锻造成形的方法,为汽车转向节控制臂生产提供一套有效的方案,给实际生产提供一定的参考和指导。通过进行挤压铸造实验,得到了挤压铸造参数对6082铝合金微观组织的影响。并对不同挤压铸造压力下的6082铝合金进行高温单向压缩实验,研究了在温度为350℃-500℃、应变速率为0.01 s-1-10 s-1下的应力应变曲线,分析了高温流变行为并解释了挤压铸造压力对其影响。结果表明:在较高的挤压铸造压力下制备的6082铝合金表现出较高的流动应力。当应变速率不是特别高,随着变形温度的升高,由该压力造成的相同条件下流变应力之间差距减小。最后根据实验数据建立了不同挤压铸造压力时的本构方程,用于锻造过程的有限元模拟。在高温压缩实验数据基础上建立了相应的热加工图。通过研究变形期间微观组织演变,系统地阐述了微观组织、变形参数和挤压铸造压力之间的关系,实现了加工参数优化,同时也验证了热加工图的可靠性。结果表明:随着温度的增高或者应变速率的减小,合金的软化机制由动态回复逐渐转变为动态再结晶;高挤压铸造压力下制得的6082铝合金在变形过程更可能发生动态再结晶,并且动态再结晶晶粒尺寸较小,但是在高温变形时会削弱这种现象。最后分析获得了适合于50-100 MPa挤压铸造压力制备的坯料的最佳变形工艺参数:430℃-500℃、0.1 s-1-1 s-1。以某型号汽车转向节控制臂为研究对象,分析其结构特点,采用研究中的数据设计了挤压铸造和锻造的方案。在Deform-3D中模拟了锻造过程,验证了工艺参数和方案的可行性。
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