2024铝合金半固态触变成型研究毕业论文[带图纸].doc

哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）I摘要铝及其合金是有色金属中用途较广的轻金属之一，具有高的比强度、比刚度、塑性好、导电与导热性好、且具有较好耐蚀性，是制造航天和航空装备的理想材料。近些年来，由于军工和民用工业现代化和轻量化的需要以及铝合金自身的特点，以铝代钢的要求日益迫切，铝合金已成了各个工业部门机械零件必不可少的材料，有关其成形的新工艺也不断出现，金属的半固态触变成形工艺就是其中之一。半固态触变成形可以利用压铸、挤压、模锻等常规工艺进行加工成形，也可以用其他特殊的加工方法成形为零件，因此该工艺是一种具有潜在应用前景的新型金属加工工艺。2024铝合金为硬铝中的典型合金，其成分比较合理，综合性能较好，是硬铝中用量最大。本文以2024铝合金为研究对象，通过再结晶与重熔法（RAP法）制造半固态坯料，研究不同的坯料加热温度、成形压力、成形速率对半固态组织的影响，制定出适用于2024铝合金半固态触变成形的最佳工艺参数，为2024铝合金的触变成形研究提供参考和依据。在前期工作中，应用应变诱导法制备2024铝合金半固态坯料；第二阶段用模具使制备好的半固态坯料成形，在成型部件上的不同位置选取试样并进行初步的处理；第三阶段对处理好的试样进行观察和分析，最后选出对于2024铝合金最适宜的触变成型条件。关键词铝合金；半固态；触变成形哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）IIAbstractAluminumandaluminumalloynon-ferrousmetalwidelyusedinoneofthelightmetals,highspecificstrengthandspecificstiffness,goodductility,goodelectricalandthermalconductivity,andhasgoodcorrosionresistance,isthemanufactureofaerospaceandaviationequipmentidealmaterial.Inrecentyears,asaresultofmilitaryandcivilianindustrialmodernizationandlightweightaluminumalloyneedsanditsowncharacteristics,inordertoaluminumsteelrequirementsofincreasinglyurgent,aluminumalloyhasbecomevariousindustriesmachinerypartsessentialmaterial,relatingtoitsnewformingprocessalsoappearsceaselessly,metalsemi-solidformingisoneofthem.Thesemi-soliddiecasting,extrusion,forgingcanuseconventionaltechnologyforprocessing,canalsouseotherspecialprocessingmethodforformingparts,sotheprocessisakindofnewpotentialofmetalprocessingtechnology.2024aluminumalloyforaluminuminthetypicalalloy,itscompositionismorereasonable,betteroverallperformance,iswidelyusedinaluminumalloy.Article2024inaluminumalloyastheresearchobject,throughthestraininducedmethod(RAPmethod)manufacturingsemisolidbillets,ondifferentblankheatingtemperature,formingpressure,formingrateinsemisolidtissueeffects,developsuitablefor2024aluminumalloysemisolidthixotropicformingoptimumtechnologicalparameters,2024aluminumalloythixotropicformingresearchprovidethereferenceandbasis.Inpreviouswork,theappliedstraininducedcrystallizationof2024aluminumalloyinsemisolidblank；secondstagewiththemoldsothatthepreparedsemi-solidblankforming,informingpartofadifferentpositiononthesampleselectionandinitialprocessing；thirdstageofprocessinggoodspecimenswereobservedandanalyzed,finallyselectedfor2024aluminumalloythemostsuitablethixotropicformingconditions.Keywordsaluminumalloy；semi-solid；thixoforming哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）III目录摘要.IAbstract.II第1章绪论.11.1课题背景.11.2半固态加工技术.11.2.1半固态成形技术的原理和工艺特点.11.2.2半固态加工的概念及主要工艺过程.31.2.3半固态加工技术特点.71.2.4半固态坯料的制备.81.2.5半固态模锻.121.3半固态成形工艺的应用和发展.131.3.1半固态成形工艺在国外的应用与发展.131.3.2半固态成形工艺在国内的应用与发展.141.3.3半固态技术发展前景.151.4本课题主要研究的目的及内容.17第2章再结晶与重熔法制备2024铝合金半固态坯料.182.1再结晶与重熔法.182.2试验材料.182.3制备过程.192.4试样的处理.212.4.1式样的打磨、抛光.212.4.2试样的腐蚀处理.222.4.3观察金相组织.232.4.4实验中存在的困难与问题.232.5本章小结.24第3章实验结果与分析.253.1不同试件相同位置的实验及分析.253.2相同试件不同位置的实验及分析.323.3本章小结.36结论.37哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）IV致谢.38参考文献.39哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）1第1章绪论1.1课题背景铝及其合金是有色金属中用途较广的轻金属之一。它具有密度小、重量轻、比强度高、塑性好、导电与导热性好且具有较好耐蚀性。随着近代机械制造工业如航空、航海、汽车工业的发展，石油化工、电信和原子能及空间技术等新型工业的崛起，铝合金的使用量在日益增加，因而在国民经济中占有重要的地位。近年来，随着航空航天，交通运输业以及超导技术等的迅速发展，航天器，武器和轿车等对轻量化的要求越来越高。在这种背景下，轻质材料铝合金结构件被越来越广泛的使用以替换之前的钢质零件1。比如在宇航工业中，液氮燃料贮箱的主要材料就是铝合金；为了提高汽车的舒适性和安全性，汽车上增加了越来越多的辅助装置，这就需要汽车的轻量化来补偿这些装置增加的质量，像宝马以及日本产的一些汽车的悬架系统就改用了许多铝质锻件。铁道车辆方面，随着大型挤压铝材技术的发展，以及焊接技术的逐渐完善，铝合金在客车车体、货车和转向架上的应用已经得到了越来越多的应用，如德国的一种规格的动车组的制动盘采用铝合金以后，比常规材料的制动盘的重量减轻了一半左右，对于整车而言，能够节省很大的能量，同时可以减轻磨损。自从20世纪初作为飞机主体的结构材料开始使用，铝合金在战斗机、客机等各类机型中都得到了大量的应用。半固态成形技术是一种很有前景的加工方法，可以降低成本