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1、 1420 Al-Li 合金高溫 拉伸工藝研究 1420 Al-Li Alloy Hot Tensile Technique Research 1420 Al-Li 合金 目錄1 研究背景及意義2 高溫拉伸工藝相關(guān)概念3 高溫拉伸實(shí)驗(yàn)的方法與數(shù)據(jù)分析 4 高溫拉伸實(shí)驗(yàn)的主要結(jié)論 1420 Al-Li 合金 研究背景及意義1 【背景】 2 【意義】 Al-Li合金的研究從上個(gè)世紀(jì)50年代初就已經(jīng)開(kāi)始，而國(guó)內(nèi)在上個(gè)世紀(jì)60年代也開(kāi)始起步。從起步至今，鋁鋰合金的研究已經(jīng)取得了矚目的成就，一種樂(lè)觀(guān)的估計(jì)認(rèn)為，鋁鋰合金最終將推向民用生活各位方面，其發(fā)展史如左圖所示。Al-Li合金是一種新型超輕 結(jié)構(gòu)材料
2、，其具有密度小， 比強(qiáng)度高，比剛度大，疲勞性能良好，耐蝕性及耐熱性好等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)今主要應(yīng)用在航天、航空領(lǐng)域中。 1924Scleron(Gemany) 2096,2097(Alcoa)2197(reynolds)01430,0144001450(Soviet)2195(Martin Marrietta)5091(Navamet) Vaclite(Comalco)Navalite, C155(Alcoa) X2020(Alcoa)B A23(Soviet)2090(Alcoa)Weldlite 049(Martin Marrietta, Reynolds) 2094,2095(Martin Mar
3、rietta)8093(Pechiney)Al-905Xl(Inco)8090,8091(Alcan)8090,209(Pechiney)01420(Soviet)198419891961 19851965195819931990198819941992 1994rmany) 鋁鋰合金開(kāi)發(fā)流程圖 1420 Al-Li 合金 高溫拉伸工藝相關(guān)概念影響高溫拉伸的超塑性的主要因素變形速率變形溫度組織結(jié)構(gòu)晶粒度變形速率即應(yīng)變速率，鋁鋰合金的變形速率在110-4s-1110-2s-1 間，其對(duì)金屬的影響復(fù)雜，可造成溫度效應(yīng)，改變金屬實(shí)際應(yīng)力，而且其對(duì)塑性的影響與變形溫度有關(guān)。2 【變形溫度】 鋁鋰合金的
4、變形溫度大都在450到530之間，在一定范圍內(nèi)隨著溫度的升高，材料內(nèi)部會(huì)發(fā)生回復(fù)和再結(jié)晶消除加工硬化現(xiàn)象。而且出現(xiàn)滑移現(xiàn)象，滑移系增多，增加塑性。1 【變形速率】 1420 Al-Li 合金 高溫拉伸實(shí)驗(yàn)的方法1 實(shí)驗(yàn)材料2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 3 實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)用材料為西南鋁廠(chǎng)生產(chǎn)的1420鋁鋰合金熱軋板。其是經(jīng)過(guò)固溶、雙級(jí)時(shí)效，并采用轉(zhuǎn)向軋制處理。板厚1.5mm。具體尺寸見(jiàn)右圖實(shí)驗(yàn)機(jī)器為長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)研究所有限公司提供的型號(hào) RWS50 電子蠕變松弛試驗(yàn)機(jī) 準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)用鋁鋰合金板80小塊，分成四個(gè)實(shí)驗(yàn)組，選擇分別在440、460、480、500四個(gè)溫度點(diǎn)和 110-4s-1、510-4s-1、110-3s-
5、1、510-3s-1四個(gè)應(yīng)變速率點(diǎn)相互組合的實(shí)驗(yàn)條件下，進(jìn)行恒應(yīng)變速高溫拉伸實(shí)驗(yàn)。 拉伸試樣的形狀和尺寸 1420 Al-Li 合金 高溫拉伸實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析 實(shí)驗(yàn)組14不同變形條件下細(xì)晶1420超塑拉伸的平均延伸率（ ） 從圖表中我們不難發(fā)現(xiàn)1420鋁鋰合金超塑拉伸的最佳溫度是460，最佳變形速率為110-4s-1，這時(shí)的高溫拉伸延伸率為650%。圖表分析 1420 Al-Li 合金 高溫拉伸實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析 恒定速率 110-4s-1下延伸率圖 圖表分析 從圖中可以看到，延伸率的最大值出現(xiàn)在460這個(gè)溫度點(diǎn)上，從440至460的過(guò)程中延伸率呈上升趨勢(shì)，這是因?yàn)殡S著溫度的上升動(dòng)態(tài)回復(fù)或動(dòng)態(tài)再結(jié)晶
6、就越容易發(fā)生，從而降低了試樣的加工硬化現(xiàn)象，實(shí)用應(yīng)力顯著的減少。 在460至500之間，1420鋁鋰合金的延伸率呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，這時(shí)因?yàn)樵谶@個(gè)溫度段，隨著溫度上升，晶粒長(zhǎng)大現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，在同一體積內(nèi)晶粒數(shù)目明顯減少，因此導(dǎo)致變形不均勻，導(dǎo)致局部應(yīng)力集中，在拉伸過(guò)程中容易產(chǎn)生裂紋，以至斷裂，從而導(dǎo)致延伸率下降。 1420 Al-Li 合金 高溫拉伸實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析 位移與載荷關(guān)系圖 圖表分析 高溫拉伸試樣在溫度為460，應(yīng)變速率為110-4s-1下拉伸時(shí)，從圖表3-6可以看出隨著位移（mm）的增加載荷呈波浪形增加或者減少，但是總體趨勢(shì)比較穩(wěn)定，這表現(xiàn)出了明顯的超塑性特征，穩(wěn)定變形持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)。
7、1420 Al-Li 合金 高溫拉伸實(shí)驗(yàn)主要結(jié)論 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶是合金超塑性變形過(guò)程中比較普遍存在的組織效應(yīng)。動(dòng)態(tài)再結(jié)晶細(xì)化晶粒，在保證變形組織均勻、穩(wěn)定，促進(jìn)晶界滑移順利進(jìn)行的同時(shí)，消除變形中所產(chǎn)生的硬化，使材料的延展性不斷得到恢復(fù)。1 利用雙級(jí)時(shí)效制度處理的細(xì)晶1420鋁鋰合金其晶粒得到很好的細(xì)化，這意味著材料體積內(nèi)有大量的晶界，且能延緩局部地區(qū)應(yīng)力集中，使其具有良好的超塑性。因此1420鋁鋰在溫度460、應(yīng)變速率110 -4s-1條件下，延伸率高達(dá)650% 在溫度460、應(yīng)變速率110-4s-1條件下細(xì)晶1420鋁鋰合金應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)呈基本的穩(wěn)定流變狀態(tài)，應(yīng)力與位移協(xié)調(diào)穩(wěn)定，體現(xiàn)出了典型的超塑性特點(diǎn)。2 3 1420 Al-Li 合金 致謝 行文至此，謹(jǐn)向所有關(guān)心、支持和幫助過(guò)我的老師，特別是羅智輝老師耐心和細(xì)致的指導(dǎo)。還有我的同學(xué)，我要表示真誠(chéng)的感謝，正是有了你們的幫助和鼓勵(lì)，才使我能夠順利完成課題的全部工作。 還有參加我畢業(yè)答辯的老師們，你們辛苦了。祝你們： 工作順利 身體健康！
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