《设计铝锂合金高温塑变形流变应力行为研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《设计铝锂合金高温塑变形流变应力行为研究（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、（3届)本科毕业设计(论文）资料题 目名 称: 铝锂合金热变形流变应力行为研究 学 院(部）： 冶 金 工程 学 院 专 业： 金属材料工程 学 生 姓 名:班 级：金属材料0 学号: 指导教师姓名：职称: 最终评定成绩：本科毕业论文资料第一部分 毕业论文说明书（201届）本科毕业论文题目名 称: 铝锂合金热变形流变应力行为研究 学 院（部）： 冶金 工程 学院 专 业： 金属材料工程 学 生姓 名：班 级:金属材料9 学号： 指导教师姓名:职称: 讲师 最终评定成绩:2013年 6 月湖南工业大学本科毕业论文诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文(设计)，题目铝锂合金热变形流变应力行为研究是
2、本人在指导教师的指导下,进行研究工作所取得的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文章以明确方式注明。除此之外，本论文（设计)不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全意识到本声明应承担的责任.作者签名：日期： 年 月 日 / 摘 要利用leeble150材料热力加工模拟试验机对化学成分为Al-3。6Cu0。8Zn-0.7L-0。4Mg-0。A的合金进行高温等温压缩试验，变形温度分别为300，35,400,4，500,变形速率分别为0。01s1，0 s-1， s-1,10s，研究该合金在不同变形参数条件下的流变应力行为。试验结果表明:Al-3。6Cu。8n0。7L
3、i0。Mg-0.g合金流变应力同时受变形温度与变形速率的影响,变形温度升高,流变应力降低,变形速率升高，流变应力增大。应变为04时，合金进入稳态,其稳态流变应力可以用含Z参数的阿仑尼乌斯方程来表达,变形速率与变形温度、稳态流变应力之间的本构方程可以表示为:关键词：铝锂合金；热压缩试验；流变应力ABSTRAT he lowbehaorof Al-36u.Zn-07Li-0.4g-0。4galo durng diffeenthot dfomtion conditons as stdied by othermal h comrss on Gleeble100 mateil ilat mchie. T
4、he deformatonteerature rage rom 00o 50 anthe train rate rangesfrom 001s1to 1s1. The results how tht hestrain ate ad dformatioemperaure ave gret ft o te o stres。 T flo r ncrses with the incrse o trai rate adecrease with the incraseodfrmo temeraure. The flow sress of Al3。6Cu-0。Zn0。7i-0.A durinte hih m
5、peratue dfation roes ca berepresed y Z paaer includg te Arrheius term ad th term deformtion ontuiv equatio is: ewor:luinium lithium alo; hot efation; fwress目 录第1章 文献综述11。1 铝锂合金的发展1.11 国外铝锂合金的发展历程11.1.2 国内铝锂合金的发展历程31.2 铝锂合金的应用31。3 铝锂合金的性能1.4 铝锂合金的生产1.5 研究方法及趋势预测71。5。1 研究方法81。5。 试验目的8.3 趋势预测8第2章 试验方法1
6、2.1 试验概述102.2 热模拟试验0.21 leeble-500介绍102.2。2 Gleeble15构成11。2。3 试样准备2。2。4 试验内容与步骤2. 金相试验3第3章 试验结果143。 原始组织观察143.2 真应变应力曲线53。2。1 绘制真应力-应变图153.2。2分析真应力应变图183热变形流变应力方程193。1 n的计算13。 的计算33。3. 热变激活能Q的计算243。34 热变形流变应力方程的推导2结 论30参考文献1致 谢2第1章 文献综述11 铝锂合金的发展817年，瑞典科学家阿弗维在分析锂云母和锂长石时发现了锂(Li），它是世界上最轻的金属元素之一,熔点为16,
7、密度为0。5gcm（仅为铝的五分之一),它是在铝中的极限溶解度超过1at的四种元素中之一.把锂作为合金元素加到金属铝中，便形成了铝锂合金.加入锂之后，可以降低合金的比重,同时仍然保持较高的刚度强度、较好的抗腐蚀性、抗疲劳性以及适宜的延展性。研究发现,每添加质量分数为1的锂,合金密度会降低3，弹性模量提高6%，这种效果是添加其它元素(e、Mg等)所不能达到的。与一般铝合金相比，在强度相当的前提下，合金密度降低了0，而弹性模量则提高0%1。因此AlLi系铝合金用作结构材料,具有很大的经济意义.1.1。1 国外铝锂合金的发展历程其实，铝锂合金（Alumiiu litialoy)并不是一个全新概念。人
8、们对这种材料的认识经历了相当长的时间，长期以来人们就非常重视对铝锂合金的研究。早在本世纪20年代初,科技工作者就对铝锂合金的研究就已经展开了.期间出现了很多具有代表性的铝锂合金型号(见图1。1）.图11 铝锂合金发展历程1924年，德国成功研制出一种工业铝锂合金-司克龙（sleron）。这其实是一种含锂量仅为01%的铝锌合金.它的机械性能比当时流行的铝镁合金-杜拉铝要稍微好一点。但是由于当时杜拉铝已经得到公认，所以司克龙合金并没有受到应有的重视1。1942年,美国的ca公司（世界上最大的铝合金生产企业),申报了第一个工业用铝锂合金专利-220。开创了铝锂合金的工业化应用的先河,但是因为其缺口敏
9、感性高、断裂韧性差等缺点于1969年停产2.1943年，高强度铝锌镁铜合金的出现,再一次让人们低估甚至忽略了铝锂合金的工业价值。57年，英国研制出了含锂量为1.的X-20铝合金,该合金与其它普通铝合金相比具有更好的抗疲劳性能和高强度。之后这种合金被广泛用于舰载攻击机的机翼和尾翼的蒙皮上,并取得良好的效果.RA5C飞机使用铝锂合金取代原合金材料后重量减轻了%,这种减重效果在A30/340飞机上的使用更加明显(每架飞机上使用ALi合金65kg，可使飞机减重高达425kg).同时，原苏联的研究人员也研制出一种含锂量2%的铝锂合金.虽然各国的铝锂合金研究都取得了一定的成果,但还是因为产品性能未能达标而
10、不能被广泛应用。之后，铝锂合金的发展进入了停滞期1。经过了10年徘徊，196发生了世界范围内的能源危机,这直接促使各大国又开始重视并研究铝锂合金。由于冶金技术和相关技术的提高,使含锂量更大、强度更高、比重更小的铝锂合金的出现成为了可能,期间出现了以2XXX和7X系列为代表的铝锂合金。据统计，目前许多国家的先进飞机都采用了这种合金.铝锂合金的成本大约只有碳纤维增强塑料的1/0，但是仍具有低比重、高刚度、高强度等性能特点。例如,采用铝锂合金制造的波音飞机，重量可以减轻4。6，燃料节省5.4%,飞机制造成本将下降约21%,平均每架飞机每年的飞行费用约降低2。194年，美国的Alc公司又注册了uL系高
11、强度，可焊接的2090铝锂合金。同年，英国的Acn公司研发了8090系列铝锂合金5。19年月，雷诺兹金属公司开始售出AA2l7合金板材,用于取代其它材料来制造美国空军-飞机的舱壁和零件。欧洲试验型战机EA前部所有薄板状零件皆由8090薄板制成，驾驶舱内也使用了不少铝锂合金,占飞机总重量的9%。英、意合作生产的直升机E10上,其机身框架、内部结构使用了非常多的铝锂合金板材和锻件，每架减少的重量多达200kg5。2000年,美国研制出了几乎没有各向异性的2198、AlLi4系列铝锂合金。此后,美国的莱特材料试验室研制出了F/C489;Ala研制出了牌号为C15的铝锂合金，其性能非常出色6。1。1。
12、 国内铝锂合金的发展历程我国对铝锂合金的研究起步较晚，“六十”年代时还是以仿制为主。“七五开始我国才开始对铝锂合金的研究进行立项，由中南大学、东北大学、航空航天天研究院等科研单位与机构联合开展，主要任务还是仿制俄罗斯的铝锂合金。但是经过攻关，对铝锂合金的生产工艺有了一定的了解，培养了我国自己的研发队伍，为以后的铝锂合金研发奠定了基础。到了“八五期间，国家加大了对铝锂合金研究的投入力度,在全国各大高校以及研究院内开展基础性研究工作，主要研究内容是中强度可焊接铝锂合金、高强高模铝锂合金、半连续铸造工艺三个方面。经过科技工作者的多年的努力已具备了生产小规格的板材和型材的能力，期间成功研制出了140及
13、209国产铝锂合金,使我国的铝锂合金的研究向前迈进了一大步.“九五期间提出了“高强度铝锂合金”研究课题，并从俄罗斯引进6吨的铝锂合金工业化熔铸生产线6。我国分别在1、1993、996年开展了三次全国范围的铝锂合金研讨会。997年始，以中南大学、东北大学、西南铝业研究所、航空2所等为主的科研单位对铝锂合金展开了更为深入的研究工作。近年来，由于来自国家“863”计划、自然科学基金的支持，我国现在已经具备了铝锂合金的大规模研制与开发的能力。这对我国航空航天等领域具有重大意义。虽然我国在铝锂合金微合金化、稀土铝锂合金方面形成了自己的特色，取得一定的成果。但客观上说跟发达国家的研究水平相比还存在一定的差距,目前我国的研究水平相当于美国、俄罗斯九十年代的水平-6。2 铝锂合金的应用铝合金在本世纪初才开始工业性应用,第二次世界大战期间，铝合金主要被用于飞机制造业。大战之后铝合金的发展开始转向民生领域,使应用范围开始从航空
