基于单向拉伸的防锈铝合金温热力学性能研究

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铝合金的高温力学性能研究

铝合金的高温力学性能研究随着科学技术的不断进步和工业的发展，材料科学研究日益受到关注。

铝合金作为一种优质的轻质金属材料，在航空航天、汽车制造、建筑、电子等领域得到了广泛应用。

然而，在高温环境下，铝合金的力学性能可能会发生变化，因此对其高温力学性能的研究至关重要。

高温条件下，铝合金的力学性能主要包括抗拉强度、屈服强度和断裂韧性等方面。

为了研究这些性能的变化规律，研究人员采用了多种实验方法和数值模拟技术。

首先，采用拉伸试验是研究铝合金高温力学性能的常用方法之一。

研究人员通常在高温下对铝合金进行拉伸试验，测量其应力-应变曲线，从而得到抗拉强度和屈服强度等力学性能参数。

这些实验可以帮助研究人员了解铝合金在高温下的变形行为和力学性能变化规律。

其次，扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等显微镜技术被广泛应用于铝合金高温力学性能的研究中。

这些技术可以观察和分析铝合金的微观结构和微观组织，揭示材料的晶粒生长、晶界滑移和相变等变化过程。

通过这些观察，研究人员可以更好地理解铝合金在高温下的力学性能变化机制。

此外，数值模拟技术在铝合金高温力学性能研究中也发挥着重要作用。

有限元分析（FEA）和分子动力学模拟（MD）等方法可以模拟和预测材料在高温下的变形行为和力学性能。

通过调整模拟参数，研究人员可以研究不同条件下铝合金的高温力学性能。

这些数值模拟结果可以为实验设计和材料开发提供重要的指导。

通过以上方法和技术，研究人员对铝合金的高温力学性能进行了广泛而深入的研究。

一些研究发现，高温条件下，铝合金的抗拉强度和屈服强度可能会降低，其主要原因是晶格缺陷的形成和扩散增加了材料的位错密度。

此外，铝合金的断裂韧性也可能会受到高温的影响，从而导致材料的脆性断裂。

为了改善铝合金的高温力学性能，研究人员还进行了许多工艺改进和合金设计。

例如，通过合金化添加稀土元素、微合金元素和过渡金属等，可以增强铝合金的高温强度和耐热性。

此外，采用热处理和表面涂层等工艺也可以改善铝合金的高温力学性能。

5052铝合金冲压成形过程中韧性断裂的仿真研究

5052铝合金冲压成形过程中韧性断裂的仿真研究余海燕;王友【摘要】对5052铝合金进行单向拉伸试验，使用试验曲线拟合Voc e模型参数。

观察拉伸试样断口形貌，并使用光学显微镜测量拉伸试样断口的最小厚度。

结合单向拉伸仿真和试验结果，求解得到Cockcroft-Latham 韧性断裂准则中的材料参数。

将Voce 模型和Cockcroft-Latham 韧性断裂准则引入球头胀形仿真，并进行试验对比。

结果表明：采用该拟合的Voce 模型和Cockcroft-Latham韧性断裂准则预测所得零件开裂位置和裂口形状与试验结果吻合，采用的基于有限元仿真与简单试验相结合的材料参数反求方法具有求解方便、计算精度高的优点。

%The uniaxial tensile tests were conducted on 5052 aluminum alloy and Voce model parameters were determined by fitting with the experimental curves. The fracture surface was observed and the minimum thickness of it was measured with optical microscope. The material parameter of Cockcroft-Latham ductile damage criteria was achieved through uniaxial tensile simulation and test results. Voce model and Cockcroft-Latham ductile damage criterion were introduced into the numerical simulation of spherical bulging and simulation approach was employed to compare with the experimental results. The results show that the position and shape of the fracture surface simulated with Voce model and Cockcroft-Latham ductile damage criteria are in good agreement with the experimental ones. The method of material parameters identification based on finite element simulation and simple tests has high accuracy and can be applied conveniently.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】7页(P2975-2981)【关键词】铝合金;球头胀形;韧性断裂;数值模拟【作者】余海燕;王友【作者单位】同济大学汽车学院，上海 201804;同济大学汽车学院，上海 201804【正文语种】中文【中图分类】TG389铝合金由于具有密度低、耐腐蚀高、比强度高等特点，近来作为重要的轻质材料在汽车制造中被广泛使用[1-3]。

6061铝合金性能研究综述

塑性加工金属学实验综述——6061铝合金性能研究铝，是一种化学元素。

它的化学符号是Al，它的原子序数是13。

铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。

在金属品种中，仅次于钢铁，为第二大类金属。

它具有特殊的化学、物理特性，不仅重量轻，质地坚，而且具有良好的延展性、导电性、导热性、耐热性和耐核辐射性，是国民经济发展的重要基础原材料。

铝的比重为 2.7，密度为 2.72g/cm3，约为一般金属的1/3。

由于铝的塑性很好，具有延展性，便于各种冷、热压力加工，它既可以制成厚度仅为0.006 毫米的铝箔，也可以冷拔成极细的丝。

通过添加其它元素还可以将铝制成合金使它硬化，强度甚至可以超过结构钢，但仍保持着质轻的优点。

航空、建筑、汽车三大重要工业的发展，要求材料特性具有铝及其合金的独特性质，这就大大有利于这种新金属铝的生产和应用。

近一个世纪的历史进程中，铝的产量急剧上升，到了20世纪60年代，铝在全世界有色金属的产量上超过了铜而位居首位，这它的用途涉及到许多领域，大至国防、航天、电力、通讯等，小到锅碗瓢盆等生活用品。

它的化合物用途非常广泛, 不同的含铝化合物在医药、有机合成、石油精炼等方面发挥着重要的作用。

人们根据不同的需要，研制出了许多铝合金，在许多到了铝合金。

根据铝合金的加工工艺特性，纯铝按其纯度分为高纯铝、工业高纯铝和工业纯铝三类。

铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金。

形变铝合金塑性好，适宜于压力加工。

形变铝合金按照其性能特点和用途可分为防锈铝(LF)、硬铝(LY）、超硬铝(LC)和锻铝(LD)四种。

变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。

不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括工业纯铝（1000系列）； Al-Mn合金（3000系列）； Al-Si合金（4000系列）； Al-Mg合金（5000系列）。

铝合金板材温热成型性能

板材温热成型性能
王连友张兴禹张箭冲孙雪娇张辉玲（东北轻合金有限责任公司，黑龙江哈尔滨１５００６０）
摘要：通过对７８０４一Ｔ６、６０６１＂一ｒｒ６铝合金薄板分别进行在同等温度下单拉实验分析，得出：在温热状态下；７８０４－Ｔ６铝舍金薄板的延伸性能、拉伸应变性能都要优越于６０６１一Ｉ＂６铝合金薄板，温热成型效果相对良好，并且强度满足生产使用要求。同时也对不同等温度下７８０４一Ｔ６铝合金薄板进行强化规律分析，得知在温度发生逐渐升高的状态日中，拉伸应变强化指数也会以逐渐减小的状态发展，应变率敏感系数逐渐加大因此，成型性能在温热状态下发挥的更好。ｌ＿。．关键词：铝合金板材；温热状态；成型性能；实验；分析
不影响正常的实验分析。在温度分别为２０ ℃、１５０ ℃、２００￣Ｃ、解决环境污染 ’ 、资源短缺的问题已成为当代人们所关注的焦之间，点，特别是在油资源短缺、价格又高的现阶段，给汽车、航空等耗油２５０％和３００￣（２的条件下，保温ｌ０分钟，然后进行恒应变速率拉伸，量较高的工业企业带来了巨大的挑战，如何降低能源消耗是重点解直到完全断裂为止。决的问题。汽车重量对耗油有一定的影响，根据相关科学研究得知，３试验结果汽车重量下降５％，燃油消耗量就会下降３－４％，所以，轻量化生产标３．１真实应力应变曲线。当应变速率为０．０００６ｓ一１时，通过单准成为汽车等工业重点研究的对象，铝合金板材再次要求能够给予拉试验获得的７８０４一Ｔ６和６０６１一Ｔ６铝合金板材，分别在不同温度下满足，并且保证各项性能也有所提升。的真实应力应变曲线。随着温度的逐渐升高，７８０４一Ｔ６的流变应力１国内外铝合金板材温热成型性能研究现状显著下降，拉伸极限应变则逐渐增大，并且其增大主要源于峰值应１．１国内外研究基情况。铝合金板材已经在我国汽车、航空等力后应变的增加。在常温下单拉时，７８０４一Ｔ６应力达到峰值即断裂，工业生产中占有重要的材料应用地位，并且目前对铝合金板材的使而在１５０￣Ｃ一３００￣Ｃ时，应力达到峰值后会继续拉伸变形，继而破裂。用需求量也在逐渐加大，虽然铝合金板材在强度、密度、刚度、可再对于６０６１一Ｔ６来说，流变应随着温度的升高也有明显的降低，但其次利用、环保等方面有着突出的表现，但是由于铝合金板材在常温拉伸极限应变却对温度并不敏感，只有在温度为２００￣Ｃ和２５０％时状态下，塑性成形的效果并不理想，这使得铝合金板材在应用范围有略微的增大。上受到了一定的制约，同时也提高了温热状态下成形的难度。为此，３．２极限抗拉强度。极限抗拉强度是板料成形最重要的强度指已有很多国外的研究专家针对铝合金板材温热成型性能进行研究，标之一，直接决定了对成形设备的载荷要求。当应变速率为并经过多次实验分析得出相关结果，铝合金板材塑性发挥与温度高０．０００６ｓ一１时，两种材料分别在不同温度下的极限抗拉强度。随着低有直接的关系，温度在达到一定程度时，铝合金板材塑性就会得温度的逐渐升高，两种材料的极限抗拉强度都有显著的降低，而到有效发挥。７１３０４一Ｔ６下降得尤为明显，从常温下的５４７ＭＰａ，降低到３００％时的其实在很早以前就有研究人员对铝合金塑性有所研究，就已经１７９ＭＰａ。因此，升高温度可以有效减小铝合金（尤其是高强度铝合得出铝合金塑性与温热之间的关系，在温热状态下，铝合金板材成金）成形的变形抗力，从而降低对设备的载荷要求。形，包括桶形件、盒形件或者其他形状的零件，其拉伸性能都有明显３．３断后延伸率。当应变速率为０．０００６ｓ一１时，两种材料分别在的提升。经过此研究与发现，铝合金板材便在很多国家中被重视使不同温度下拉伸的断后延伸率。７８０４一Ｔ６的断后延伸率随着温度的用，并且有多个国家也针对铝合金板材温热成型性能的研究越来越升高而逐步提高：由常温下的１０％提高到２００ｏＣ时的１９％，再到００ ℃时的２２％。而温度对６０６１一Ｔ６的断后延伸率影响则不大，只重视，并借助铝合金板材的多项优势在汽车生产中被广泛应用。而３我国对铝合金板材的应用虽然也有了很大的改变，但主要是依赖于有在２００＇Ｅ和２５０ ℃时稍有提高，而到了３００ ℃时，其断后延伸率反国外的研究成果，将国外所制造的铝合金产品高价进购，最为汽车、而比常温下更低。由于断后延伸率和极限拉伸应变是反映板料成形航空等工业生产中的主料，其投资成本加大。而对铝合金板材温热性能的最基本塑性指标。成形的研究相对较少，并且在铝合金产品生产中也缺少独特的创新３．４应变速率对成形性能的影响。应变速率对７８０４一Ｔ６的流动意识，导致铝合金板材在我国的发展还有待提升。应力以及拉伸极限应变值都有很大的影响，并且温度越高，影响越１．２铝合金板材研究简单概述。为了更好地加快铝合金板材在明显。７１３０４－Ｔ６板材在不同温度和应变速率下单拉得到的断后延国内的发展与应用，我国相关部门组织专门的研究团队对其进行全伸率。在同一温度下，随着应变速率的增大，板料的断后延伸率明显面研究，其中包括铝合金板材温热成型性能的研究。下面将是针对下降。在常温时，应变速率对断后延伸率的影响不大，而随着温度的此内容进行的实验研究，分别对７８０４一Ｔ６、６０６１一Ｔ６两种铝合金薄板升高，应变速率对断后延伸率的影响越来越显著。在２０ — ３００￣Ｃ的温度范围内进行单拉实验分析，主要分析内容为：两４强化规律分析与探讨种铝合金薄板在不同温热下所发生的塑性变化，对真实的应力应变４．１应变强化指数。随着温度的逐渐升高和应变速率的降低，应曲线、成型性能作出科学指标分析，还有针对不同应变速率状态下，变强化作用不断削弱。在温度较低时，应变速率对应变强化指数影７８０４一Ｔ６单拉实验分析，针对塑性发生的变化分析出温度、应变速响较小，而随着温度的逐渐升高，应变速率对应变强化指数值的影率对铝合金薄板塑性成形的影响，并结合相应的科学公式计算方响也越来越大。法，对应变强化、应变率敏感系数取值，研究与分析７８０４一Ｔ６在不同４．２应变率敏感系数。应变率强化是材料通过适应应变率的改温度状态下的强化规律。变，产生对应变局部化的一种本质的抵制。影响这种行为的参数是２试验应变率敏感指数，其对板料成形中应变均化能力也有非常重要的影７８０４－Ｔ６和６０６１一Ｔ６铝合金薄板材料均已接受固溶处理与人响，尤其是在温热状态下。温度对于７１３０４一Ｔ６的应变速率敏感系数工时效处理，已符合热处理强化要求，其中６０６１一Ｔ６铝合金薄板的有极其重要的影响。厚度为１毫米，表面无包铝情况，７８０４一Ｔ６铝合金薄板的厚度为１．２参考文献毫米，属高强度铝合金材料，表面以呈包铝状态。本次实验设备采用［１】张梦溪．温热冲压成形条件下铝合金ＦＬＤ影响因素及应用研究先进的ＣＳＳ８８０００电子万能机，以炉箱内整体对流加热的方式进行［Ｄ】．长春：吉林大学，２０１５．操作，全封闭形式，测量方式为热 �

5A06铝合金板材热态本构模型及韧性断裂准则

5A06铝合金板材热态本构模型及韧性断裂准则刘康宁;郎利辉;续秋玉【摘要】In order to obtain the formation characteristics of 5A06 aluminium alloy sheets,uniaxial tensile tests were conducted under different conditions. From hot tensile and fracture tests,a modified Misiolek equation was defined that extrapolated the flow stress from the diffuse necking of the metal sheet. By using a radial basis unction (RBF)artificial neural network,a Crockroft-Latham ductile fracture threshold prediction model was also developed. An evaluation of the network compared model results with experimental data. Results show that the material flow stress is very sensitive to temperature and strain rate,and the RBF artificial neural network can predict the ductile fracture threshold with a maximum error of less than 10. 6％ .%为了获取材料在不同条件下成形性能指标,对5A06铝合金板材进行了热态单向拉伸试验,结合热态单向拉伸试验和韧性断裂试验结果,提出了一种修正Misiolek模型;利用修正模型的外插性能预测颈缩后板材流变应力,应用径向基函数神经网络算法建立了Cockroft-Latham韧性断裂阈值预测模型,并对该模型进行了预测精度评估.结果表明,流变应力对温度及应变速率敏感,对比径向基函数网络模型预测误差小于10.6％.【期刊名称】《西南交通大学学报》【年(卷),期】2018(053)001【总页数】5页(P214-218)【关键词】铝合金;本构模型;热态;韧性断裂准则;径向基函数网络【作者】刘康宁;郎利辉;续秋玉【作者单位】北京航天发射技术研究所,北京100076;北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191;北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191;航天材料及工艺研究所,北京100076【正文语种】中文【中图分类】TG146.2轻质合金材料一般在常温下具有较低的塑性，成形性能较差.在热态条件下的成形性大大提高，许多板材的成形技术［1］均利用了这一特点，使复杂结构薄壁类零部件的加工制造变为可能.然而在热态条件下，这类材料力学性能参数、成形极限、断裂阈值受温度、变形速度等多种因素影响，导致材料模型复杂，同时也对轻量化合金热态条件下的韧性断裂评判标准提出了更高要求.准确建立材料在相应条件下力学模型、获取材料在不同变形条件下成形性能指标一直是板材成形过程中工艺分析及工艺优化的关键.韧性断裂是板材塑性加工过程中重要的失效类型［2］，多数钣金成形工艺均把韧性断裂作为材料成形极限的重要指标.基于韧性损伤理论的韧性断裂准则是预测板料成形极限指标的有效方法.国内外学者在理论及试验研究基础上提出了多种韧性断裂准则［3-4］，其中应用较广的有 Cockroft-Latham 准则［5］、Brozzo 准则［6］及 Oyane 准则［7］.这些准则多采用阈值控制的方法，即某处材料超过了一定阈值便认为材料发生断裂.与传统的Swift失稳理论、M-K沟槽理论相比，金属韧性断裂理论可解决具有复杂应力状态及非线性加载历史的塑性成形的断裂失效问题.同时，由于金属韧性断裂模型具有简单、参数求解方便等优点，被广泛应用于成形过程数值仿真分析［8］.5A06铝合金是具有代表性的铝镁系防锈铝合金材料［9］，因其具有较高的比强度并有良好的耐腐蚀性及焊接性，在航空航天领域应用十分广泛.该材料在常温下塑性较差，加热条件下成形性会有明显改善，其热变形行为较为复杂，对变形条件十分敏感.本文中通过热态单向拉伸试验，获取了不同温度及应变率条件下5A06铝合金板材颈缩前的应力-应变曲线，在对比Misiolek模型基础上，提出了修正Misiolek本构模型，利用热态本构模型外插性能及数值积分法确定不同温度及应变速率条件下的Cockroft-Latham韧性断裂阈值.利用径向基函数人工神经网络算法对5A06-O 板材断裂阈值预测模型进行了训练.在建立的断裂阈值预测模型及热态本构方程基础上，预测了200℃条件下宽板弯曲及热态胀形过程韧性断裂临界条件，并与试验数据进行了对比.1 试验1.1 热态单向拉伸试验试验选择厚度为1.5 mm的5A06-O铝合金板材，其化学成分见表1，表中:wB为质量分数.采用长春试验机研究所CCS-88000电子万能试验机，根据GB/T 4338—2006《金属材料高温拉伸试验方法》，在不同温度(150、200、250、300 ℃)、不同应变率(0.055 00、0.005 50、0.000 55 s－1)条件下进行试件的热态单向拉伸试验.通过对单向拉伸试件印制网格，获取单向拉伸状态下板材破裂处极限应变数据，利用该数据确定断裂阈值.表1 5A06-O铝合金板材化学成分Tab.1 Chemical composition of the 5A06 alloy元素 Mg Si Fe Cu Mn Zn Ti Al wB/% 5.9 0.4 0.4 0.1 0.7 0.20.06 其余单拉试验环境箱采用封闭式整体对流加热，获取共计12组数据，试样在拉伸前保温10 min，计算得到颈缩前应力-塑性应变曲线如图1所示，图中: ε为材料应变率.图1 5A06铝合金板材流动应力-塑性应变曲线Fig.1 Flow stress vs.plastic strain of the 5A06 alloy sheet由图1可以看出，在相同温度条件下，5A06铝合金板材的流变应力随着应变率的增加而增大;低于250℃后，材料变形主要以加工硬化为主，应力-塑性应变曲线近似为幂函数型，随着温度的升高(高于250℃)，金属原子热运动加剧，动态回复(再结晶)效应愈加明显，此时软化机制占主导，使材料变形曲线呈现加工软化特点.另外，动态回复(再结晶)过程进行需要一定时间，较低的应变速率可使软化现象更加显著.1.2 热态宽板弯曲及胀形试验本文进行了200℃不同变形速率条件下宽板弯曲试验与胀形试验，其中，宽板弯曲试样长100 mm，两端夹持段宽度50 mm，中间平行段宽度39 mm，平行段与两端过度圆角24 mm;胀形试验内凹模直径100 mm.试验前，通过电化学腐蚀法在试样表面印制直径为2.5 mm网格阵列，以测量破裂时应变.宽板弯曲试验及胀形试验分别在BSC-50AR板材成形试验机及YRJ-50板材充液热胀形-拉深试验机上进行.2 修正Misiolek本构模型金属热态本构关系反映了材料流变应力特征，是材料在热态条件下的重要力学性能，描述了应力随着应变率、温度及变形程度的变化，在制定合理热加工工艺、金属塑性变形理论研究及有限元仿真计算中均起着重要作用［10］.在热态变形过程中，5A06铝合金等轻量化合金材料加工硬化、动态回复软化机制相互作用，使流变应力曲线呈现出对温度及应变率的敏感性，增加了预测难度.国内外研究学者对热环境下材料流动应力的研究多基于Arrhenius形式，热激活流动模型或其修正形式［11-13］，适用于预测具有饱和应力特征的金属高温流变应力，对于温热条件下如铝合金等轻质合金材料的预测效果并不理想.单拉试验可以较为精确地获取颈缩前的板材应力-应变曲线，板材成形过程一般具有较大的变形量，当计算仿真分析过程中，板材变形程度超过单向拉伸试验中最大均匀变形量时，模拟结果会出现误差.本文通过建立适用于5A06铝合金温热状态本构模型，利用单拉试验中获取不同条件下的流变应力曲线确定模型参数，采用本构模型外插计算方法预测颈缩后材料力学性能的变化规律.对比国内外学者提出的本构模型［14-15］，本文选择以Misiolek模型［16］为基础，构造该模型修正形式，以反映温度及应变率对材料流变应力的影响规律.修正Misiolek本构模型如式(1)、(2).式中:(ε0+p)n( ε，T)为幂函数强化项;em( ε，T)p为软化因子;其余物理量含义见文献［16］.假定Misiolek模型各参量C、n、m分别与ξ及η呈抛物线关系.对C、n、m值进行非线性高次函数拟合，得到的修正Misiolek本构模型及模型参数如式(3)、(4)，式中:M、N、P分别为不同参数的修正系数.修正Misiolek本构模型计算应力与试验数据对比如图1所示.由图1可以发现，修正Misiolek本构模型预测结果与试验应力-应变曲线较为吻合.3 韧性断裂阈值确定采用阈值控制方法确定金属韧性断裂准则，可用于预测非线性加载塑性变形过程断裂失效问题.Crockroft-Latham断裂准则是目前应用较广的韧性断裂准则［17］.该准则认为，在不同温度、变形速率条件下，塑性变形最大拉应力是导致材料破坏的主要因素，单位体积拉应力功达到某一临界值时材料便发生断裂.Crockroft-Latham断裂准则所需待定变量较少，参数获取简单，预测精度较高，适用于轻质合金板材热态成形过程断裂性能预测.Crockroft-Latham断裂准则为式中:I为临界断裂应变能;珔εf为断裂发生处的等效应变;σmax为最大拉应力;珔ε为某一时刻的等效塑性应变.本文建立的5A06铝合金热态韧性断裂准则忽略了板材各向异性影响，屈服函数选用各项同性Von-Mises屈服模型及相应等效应变计算公式，利用提出的修正Misiolek本构模型外插延伸性，建立板材颈缩后流变应力曲线，并利用数值积分算法，将式(5)进行梯形积分离散化处理，得利用读数显微镜测取热态单向拉伸试验破裂点周围极限应变数据，将其作为断裂发生处的等效应变珔εf值，将式(3)～(4)代入式(6)，得到5A06铝合金不同条件下Cockroft-Latham韧性断裂阈值，如表2所示.由表2可知，5A06铝合金韧性断裂阈值随温度的升高而逐渐降低，与该铝合金材料变形抗力随着温度的变化趋势一致;在低于250℃条件下，断裂阈值随着变形速度的降低而增大，这是因为变形速度越低，材料回复过程越充分，金属晶体缺陷消除程度增大，得到更大的变形量;300℃条件下该趋势与之相反，本文认为与材料在300℃条件下流变应力对变形速度敏感程度较大及应力值较低有关.表2 不同条件下5A06铝合金Crockroft-Latham韧性断裂阈值Tab.2 Crockroft-Latham fracture threshold of the 5A06 Al alloy under variousconditions MPa应变速率/s－1 温度/℃150 200 250 300 0.055 00 76.535 73.423 65.652 65.105 0.005 50 91.979 80.172 71.438 58.668 0.000 55 115.048 90.071 73.938 51.417径向基函数(RBF，radial basis function)神经网络是一种前馈型人工神经网络［18-19］，基本思想是利用对中心点径向对称的非负非线性函数作为隐含层单元的“基函数”构成隐含层空间，将输入矢量映射到隐空间，以任意精度全局逼近一个非线性函数.文中利用径向基函数网络算法对5A06板材断裂阈值与变形条件关系模型网络进行了训练，建立的断裂阈值预测模型及热态本构方程，在此基础上预测200℃时，宽板弯曲及热态胀形过程韧性断裂临界条件，并与试验结果对比.典型径向基函数(RBF)神经网络通常具有3层网络结构［20］，包括输入层、隐含层、输出层.RBF网络中常用的径向基函数为高斯函数，其激活函数如式(7)所示.用式(7)实现了输入矢量到隐函数空间的非负非线性映射.式中:xp－ci为欧氏范数;ci为隐含层节点中心;xp=(x1p，x2p，…，xNp)为第 p个N 维输入样本;γ 为隐含层节点归一化参数.基于径向基函数网络，由式(8)确定从隐含层空间到输出层空间的线性变换.式中:wij为隐含层到输出层的连接权值;h为隐含层的节点数;yj为与xp对应的第j个输出节点值.编写RBF神经网络模型训练程序，输入表2中的5A06铝合金不同变形条件下韧性断裂阈值，添加必要中间插值节点并归一化后，建立了该材料在150～300 ℃，应变速率在0.055 ～0.000 55 s－1间的Crockroft-Latham断裂阈值预测模型，经过27次迭代训练得到最终训练均方误差，均方误差小于1×10－6.4 试验对比分析利用建立的径向基函数神经网络，结合修正Misiolek本构模型，计算200℃时的不同变形速率、不同变形路径下Crockroft-Latham韧性断裂阈值，结果如图2所示.由图2可知，利用径向基函数网络得到的预测值与试验值较为吻合，其最大误差为10.63%，表明文中建立的韧性断裂准则预测模型能较好地预测5A06铝合金板材不同变形条件下的断裂阈值.图2 预测结果与试验结果对比Fig.2 Comparison between predicted and test results5 结论(1)通过5A06铝合金板材热态下单向拉伸试验发现，该材料应力曲线具有显著的温度敏感性及应变率敏感性特点，在250℃以上时，曲线出现软化趋势.(2)基于单向拉伸试验数据，提出了一种修正Misiolek本构模型，该模型可反映不同温度及应变速率影响下的5A06铝合金板材流变应力特征，模型预测结果与试验曲线较为吻合.(3)利用径向基函数神经网络算法，结合修正Misiolek本构模型，本文建立了5A06板材热态Crockroft-Latham韧性断裂阈值预测模型，结合热态胀形试验及宽板弯曲试验对该神经网络模型实用性进行了验证，对比结果发现，模型预测误差在10.63%内.参考文献:【相关文献】［1］ LANG Lihui，LIU Kangning，CAI Gaoshen，et al.A criticalreview on specialforming processes and associated research for lightweight components based on sheet and tube materials［J］.Manufacturing Review，2014，1(9):1-20.［2］杨锋平，罗金恒，张华，等.金属延性断裂准则精度的评价［J］.塑性工程学报，2011，18(2):103-106.YANG Fengping，LUO Jinheng，ZHANG Hua，et al.Evaluation of ductile fracture criterions［J］.Journal of Plasticity Engineering，2011，18(2):103-106.［3］虞松，陈军，阮雪榆.韧性断裂准则的试验与理论研究［J］.中国机械工程，2006，17(19):2049-2052.YU Song Y，CHEN Jun，RUAN Xueyu.Experimental and theoretical research on ductile fracture criterion［J］.China Mechanical Engineering，2006，17(19):2049-2052.［4］余心宏，翟妮芝，翟江波.应用韧性断裂准则预测板料的成形极限图［J］.锻压技术，2007，32(5):44-47.YU Xinhong，ZHAI Nizhi，ZHAI Jiangbo.Prediction of sheet metal forming limit diagram by applying ductile fracture criterion［J］.Forging and Stamping Technology，2007，32(5):44-47［5］ COCKCROFT M G，LATHAM D J.Ductility and the workability of metals［J］.Journal Institute of Metals，1968，96(1):33-39.［6］ BROZZO P，DELUKA B，RENDINA R.A new method for the prediction of formability in metal sheets［C］∥Proceedings of the Seventh Biennial Conference on Sheet Metal Forming and Formability.［S.l.］:International Deep Drawing Research Group，1972:18-26. ［7］ OYANE M，SATO T，OKIMOTO K，et al.Criteria for ductile fracture and their applications［J］.Journal of Mechanical Working Technology，1980，4(1):65-81.［8］叶拓，王冠，姚再起，等.汽车用6xxx系铝合金薄壁件的韧性断裂行为［J］.中国有色金属学报，2014，24(4):878-887.YE Tuo，WANG Guan，YAO Zaiqi，et al.Ductile fracture behavior of 6xxx aluminum alloy thin-walled components of automobile［J］.The Chinese Journal of Nonferrous Metals，2014，24(4):878.［9］张红霞，吴广贺，闫志峰，等.5A06铝合金及其焊接接头的疲劳断裂行为［J］.中国有色金属学报，2013，23(2):327-335.ZHANG Hongxia，WU 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热处理对高强度铝合金微观组织和力学性能的影响

Value Engineering0引言铝合金因其轻质、高强度和出色的抗腐蚀性质，在众多工业领域中被广泛应用。

尤其在航空、航天、汽车及高速列车等高科技领域，其重要性日益凸显。

但为满足这些领域对材料性能的更高要求，如何进一步提高铝合金的力学性能成为了研究的焦点。

热处理技术作为金属材料性能调控的重要手段，提供了一个解决方案。

通过特定的热处理工艺，可以有效调整铝合金的微观组织，从而优化其宏观的力学性能。

过去的研究已经证明，合金的强度、延性及其它机械性能可以通过微观组织的调整而得到显著的提高。

尤其是强化固溶、时效制度和淬火这三种热处理方法，已被证实在此方面有着显著的效果。

本研究将进一步深入探讨这些热处理工艺对高强度铝合金微观组织和力学性能的具体影响，期望为现代工业领域提供更为高效和可靠的材料应用方案。

1高强度铝合金的热处理工艺技术1.1强化固溶强化固溶是一种针对铝合金的热处理方法，旨在将合金中的溶质原子强制进入基体晶格中，从而使其达到超饱和状态。

这一过程对于提高材料的强度和硬度起到了关键作用。

在强化固溶过程中，铝合金首先被加热到特定的高温，使其处于单相固溶状态。

在这个温度下，合金中的溶质原子在基体中的溶解度达到最大。

随后合金迅速冷却到室温，通常使用水淬或空气冷却，以固定超饱和的溶质原子，防止其在冷却过程中发生析出[1]。

经过强化固溶处理的铝合金，其晶格中的溶质原子数量大大超过了在常温下的平衡溶解度。

这些超饱和状态的溶质原子会产生很大的晶格畸变，从而显著增强合金的抗滑移能力，提高了其屈服强度和硬度。

1.2时效制度时效制度是一种常用于铝合金及其他合金的热处理方法，主要用于产生细小的沉淀物，以进一步增强材料的力学性能。

这种处理通常是在强化固溶处理之后进行的。

在经过强化固溶后，铝合金中的溶质原子大都处于超饱和状态。

随着时间的推移，这些溶质原子会逐渐聚集，形成细小的沉淀相，称为时效硬化。

此过程可以在室温（自然时效）或在较高温度（人工时效）下进行。

《2024年6061铝合金热变形及时效行为研究》范文

《6061铝合金热变形及时效行为研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金因其轻质、高强度、良好的加工性能和耐腐蚀性等优点，在航空、汽车、电子等领域得到了广泛应用。

其中，6061铝合金以其优良的机械性能和抗腐蚀性，成为了工业生产中的一种重要合金材料。

本文将针对6061铝合金的热变形及时效行为进行研究，以期为相关领域的生产实践提供理论支持。

二、6061铝合金的组成与性能6061铝合金是一种典型的可热处理强化铝合金，其主要成分包括铝、镁、硅等元素。

该合金具有较好的可塑性和抗腐蚀性，可通过热处理来增强其机械性能。

三、热变形行为研究（一）热变形概述热变形是指金属在高温下通过塑性变形来改变其形状和尺寸的过程。

对于6061铝合金而言，其热变形行为受多种因素影响，如温度、应变速率、合金成分等。

（二）实验方法与过程本文采用高温拉伸实验，研究了不同温度和应变速率下6061铝合金的热变形行为。

实验过程中，通过观察合金的显微组织变化和力学性能变化，分析了热变形过程中合金的变形行为。

（三）实验结果与分析实验结果表明，随着温度的升高和应变速率的降低，6061铝合金的热变形能力增强。

在高温和低应变速率下，合金的显微组织更加均匀，力学性能得到提高。

此外，合金的流变应力随温度和应变速率的变化呈现出明显的非线性关系。

四、时效行为研究（一）时效概述时效是指金属材料在固溶处理后，经过一定时间的自然时效或人工时效，使其性能得到进一步提高的过程。

对于6061铝合金而言，时效处理对其机械性能和耐腐蚀性有着显著影响。

（二）实验方法与过程本文采用人工时效处理，研究了时效过程中6061铝合金的显微组织变化和力学性能变化。

通过观察合金的晶粒尺寸、第二相粒子分布和尺寸变化，分析了时效过程中合金的性能变化。

（三）实验结果与分析实验结果显示，人工时效处理能显著提高6061铝合金的机械性能和耐腐蚀性。

随着时效时间的延长，合金中的第二相粒子逐渐长大并均匀分布，从而提高合金的强度和硬度。

铝合金在温成型温度下的拉伸变形行为

材料科学与工程A352（2003）279-286铝合金在温成形温度下的拉伸变形行为李道明，阿米特戈什材料科学与工程学院，密歇根大学，安阿伯，MI，美国2002年8月1日收到；2002年11月20日收到修订表格摘要三种铝合金板材：Al 5182+1%Mn、Al 5754及Al 6111-T4单向拉伸变形行为，是在200-350℃的温成形温度范围内进行研究的，并且应变速率范围是0.015-1-5 s-1。

加工所选择的铝合金板材的方法已经建立起来，以使在温成形过程中显微结构的变化有利于充分恢复成型性而不是恶化板料成型性能。

我们发现，单向拉伸的总伸长随温度的升高而增加，随应变速率的增加而降低。

当提高温度或减少应变速率时，后均匀伸长变为主要的，并且，提高温度时韧性的增强基本是由此促成的。

随着温度升高，应变速率敏感性（m值）的增大说明了提高温度时韧性的增强。

单向拉伸试验被确定是作为对不同板材合金的相对成型性进行排序的筛选试验。

基于这个准则，应变硬化5xxx合金（Al 5182+Mn及Al 5754）比沉淀强化合金（Al 6111-T4）表现出更好的成型性。

当前地址：材料科学与工程学院，弗吉尼亚大学，夏洛茨维尔，V A22094-4745，美国。

电话：+1-434-982-5795。

室温下铝合金的拉伸伸长率通常低于30%【2】，然而铝镇静钢相应的值大概是50%。

国产结构用铝合金高温力学性能试验研究

国产结构用铝合金高温力学性能试验研究作者：郭小农高志朋朱劭骏王昆相阳高安江来源：《湖南大学学报·自然科学版》2018年第07期摘要：为了研究铝合金材料在高温下的力学性能，完成了国产结构用铝合金6082-T6、6N01-T6、6061-T4和6061-T6的高温下恒温加载试验.试验测得了4种牌号铝合金在不同温度下（20 ～ 300 ℃）的力学性能，包括名义屈服强度、极限强度和延伸率等力学性能指标.然而在试验中发现高温下材料应变难以准确测量，因此未能获得各牌号铝合金高温下的弹性模量.将试验数据进行拟合，得到了4种牌号铝合金力学性能指标高温折减系数的计算式，为铝合金结构的抗火性能研究打下基础.此外，还将所得到的折减系数计算式与欧洲规范和美国规范中的建议值进行对比，结果表明规范建议值均偏安全，其中美国规范最为保守.关键词：铝合金；高温；拉伸试验；力学性能中图分类号：TU512.4 文献标志码：A文章编号：1674—2974（2018）07—0020—09Abstract： In order to investigate the elevated-temperature mechanical behavior of aluminum alloy， tensile tests of domestic structural aluminum alloy 6082-T6，6N01-T6，6061-T4，6061-T6 under constant elevated temperatures were carried out， and their mechanical properties under various temperatures（20 ～ 300 ℃） were obtained， including the nominal yield strength，ultimate strength and elongation. It was found that the strain of aluminum alloy specimens at elevated temperature could hardly be accurately measured， leading that their elastic modulus was not obtained. The formulae of reduction factors on the mechanical properties of the 4 kinds of aluminum alloy at elevated temperatures were derived through numerical fitting method， laying a solid foundation of the research on fire resistance of aluminum alloy structures. Moreover， the theoretical formulae were compared with the reduction factors suggested by Eurocode and American Standard. The results revealed that the codes inclined to the safe side， and the American Standard was more conservative.Key words： aluminum alloy；elevated temperatures；tensile tests；mechanical properties铝合金是一种新型建筑材料，和传统的钢材相比，铝合金具有重量轻、强度高、可模性好、延展性好、耐腐蚀性好等优点，因此被广泛应用于工业和民用建筑中[1].和钢材相比，铝合金的防火性能较差，随着温度的升高，铝合金的强度和弹性模量下降很快[2].铝合金材料的耐火性能直接影响到铝合金结构高温下的安全性，因此研究铝合金高温下的力学性能是十分必要的.国外对于铝合金高温下的力学性能研究较为成熟。

铝合金材料的力学性能研究

铝合金材料的力学性能研究铝合金是一种常用的金属材料，因其具有轻质、强度高等优越的性能特点，广泛应用于航空航天、汽车、电子等行业。

在铝合金材料的应用领域，其力学性能是至关重要的，因为它直接关系到材料的稳定性和安全性。

本文将重点探讨铝合金材料的力学性能研究，旨在为相关领域的科研工作者提供一些有价值的参考。

1. 铝合金材料的力学性能力学性能是铝合金材料在外力作用下的表现，主要包括强度、韧性、塑性等指标。

其中，强度是指材料在静力学条件下抗拉、抗压、抗弯等方面能够承受的最大应力值。

韧性是指材料在破坏前能够吸收的能量。

塑性是指材料在受力时的变形能力。

铝合金材料的力学性能与其化学组成、制备工艺、晶体结构等因素密切相关。

通常，铝合金中添加的合金元素可以改变其力学性能，如添加镁、锰等可以提高强度和韧性；添加硅、铜等可以增强材料的塑性和耐腐蚀性。

2. 铝合金材料力学性能研究方法针对铝合金材料的力学性能研究，一般采用实验测试和数值模拟两种方法。

实验测试是通过制备标准试样，应用拉伸试验、冲击试验、硬度试验等方法来测试材料的强度、韧性、塑性等性能指标，以得出材料的力学性能数据。

数值模拟则是通过利用计算机模拟软件，建立材料的数值模型，输入材料参数、加载条件等参数，再进行数值计算，以得出材料在各种应力条件下的力学响应。

数值模拟方法可以大大降低实验成本，减少实验样品的消耗和时间成本，同时还可以提高试验结果的可靠性和精度。

3. 铝合金材料力学性能研究进展近年来，铝合金材料的力学性能研究在国内外都得到了较快的发展。

许多领域的科研工作者已经开展了相关的研究。

在实验测试方面，研究者们不断开发新的材料制备方法和测试技术，以提高测试结果的可靠性和精度。

同时，他们也在不断寻求新的合金元素加入方案，以进一步提升铝合金材料的力学性能。

在数值模拟方面，随着计算机技术的不断进步，计算能力不断提高，数值模拟的结果也越来越精确。

4. 铝合金材料力学性能研究应用铝合金材料力学性能的研究在很多领域都有应用。

铝合金材料的力学性能研究及其应用

铝合金材料的力学性能研究及其应用铝合金是一种高强度、轻量、耐蚀、可加工性好的金属材料，因其优良的力学性能和广泛的应用场景，被广泛应用于各个领域，如航天、航空、汽车、建筑等。

本文将探讨铝合金的力学性能研究及其应用。

一、铝合金的力学性能研究1.1 强度与韧性的关系铝合金的强度和韧性是其最重要的力学性能指标。

通常情况下，随着铝合金强度的提高，其韧性却会下降。

这是因为强度和韧性是在材料中的微观缺陷影响下产生的。

当铝合金中存在一些缺陷时，其强度会得到提高，但韧性却会下降。

因此，如何平衡强度和韧性是铝合金材料研究的核心问题。

1.2 微观缺陷的影响铝合金材料的微观缺陷包括裂纹、孔洞、夹杂物等。

这些缺陷会对铝合金的强度、韧性、塑性和断裂韧性等力学性能产生影响。

因此，在铝合金材料的研究中，需要针对这些微观缺陷进行微观结构分析，以了解其对材料力学性能的影响。

1.3 变形机理的探究在铝合金的加工过程中，变形机理是影响其力学性能的重要因素。

变形机理的不同会导致材料的结构和力学性能的变化，因此需要进行深入的研究。

目前，常用的变形机理包括晶界滑移、薄层滑移、晶内滑移、蠕变等。

二、铝合金的应用2.1 航空航天领域铝合金作为一种轻量、坚固、耐腐蚀、可靠的材料，广泛应用于航空航天领域。

例如，飞机外壳、引擎零部件、机翼等都采用铝合金材料制作。

在航天领域，铝合金也被广泛应用于卫星、火箭等航天器上。

2.2 汽车工业铝合金作为一种新型的汽车轻量化材料，广泛应用于汽车制造领域。

特别是在现代电动车的发展中，铝合金发挥了重要作用。

由于铝合金具有轻量、高强度、耐腐蚀等特点，可以降低汽车的重量和燃油消耗，提高汽车的安全性能和驾驶体验。

2.3 建筑领域在建筑领域，铝合金被广泛应用于门窗、幕墙、铝板材料等建筑材料中。

由于铝合金具有优良的耐腐蚀性、强度高、加工性好等特点，可以满足建筑材料对材料性能的要求。

2.4 家电行业铝合金作为一种耐腐蚀、高强度、可加工性好的材料，在家电行业中也有广泛的应用。

6014铝合金板材温拉伸本构方程

6014铝合金板材温拉伸本构方程一、绪论1.研究背景及意义2.文献综述3.研究内容与目标4.研究方法与技术路线5.论文组成与章节安排二、渐进加工与铝合金板材力学特性分析1.渐进加工工艺分析2.铝合金板材的组织结构与力学特性3.6061铝合金板材拉伸试验分析三、基于实验研究的6014铝合金板材温拉伸本构方程建立1.试验材料与方法2.6014铝合金板材温拉伸实验结果分析3.本构方程的建立与验算四、6014铝合金板材温拉伸过程中的本构参数实验验证1.6014铝合金板材温拉伸力学行为的数值模拟分析2.本构参数的计算及对比分析3.数值模拟与试验结果的对比验证五、结论与展望1.本论文的主要研究成果与贡献2.展望未来发展方向3.总结与启示注：6014铝合金板材的本构方程是本论文的核心内容，需要重点突出阐述。

一、绪论1.研究背景及意义随着现代高速铁路、地铁、汽车等交通工具的快速发展，对材料力学性能的要求也变得越来越高。

而铝合金作为轻量化高强度材料，成为了重要的候选材料。

随着对铝合金材料性能的深入研究，6014铝合金材料作为一种新兴的铝合金材料，具有较高的强度、塑性和韧性，成为车身板材等领域的重要应用材料。

而温度对于材料力学特性的影响一直是一个热点研究领域，因此对于6014铝合金板材的温拉伸本构方程的研究具有重要的现实意义和应用价值。

2.文献综述随着对温度对材料力学性能影响的深入认识，很多学者进行了相关研究。

其中，黄卫林等[1]根据ABACUS有限元软件模拟成型过程，研究了6014铝合金板材在不同工艺参数下的力学行为，得出了6014铝合金板材在拉伸状态下渐近本构的本构参数值。

刘越等[2]通过温度影响的工艺仿真，研究了6014铝合金板材在拉伸变形下的塑性变形规律，分析了6056铝合金对铝合金6014板材的影响。

但目前涉及到6014铝合金板材温拉伸本构方程的研究尚不多见，因此本文旨在研究此类材料在不同温度条件下的本构行为，并通过实验验证本构方程的准确性和可靠性。

3104铝合金板材不同方向拉伸性能及断裂特征的研究_张军利

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ３１０４ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙ，ｒｏｌｌｉｎｇｄｉｒｅｃｔｉｏｎ，ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ，ｔｅｎｓｉｌｅｆｒａｃｔｕｒｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，ｃｏａｒｓｅｓｅｃｏｎｄｐｈａｓｅｐａｒｔｉｃｌｅｓ
０引言
目前应用于易拉罐罐体的铝合金有３００４、３１０４及３２０４等，３１０４是在３００４的基础上通过调整合金元素的含量发展来的。３１０４铝合金在罐体材料进一步减薄时仍能保持较高的强度及良好的成形性能，是目前制作铝合金易拉罐罐体的主要材料。［１－３］
约成４５°，同时０°和９０°方向拉伸试样的断口方向与轧制方向大约成４５°，但４５°方向拉伸试样的断口方向与轧制方向夹角接近９０°。
图１拉试样尺寸（ｂ）
图２延伸率与拉伸方向和轧制方向之间夹角的关系Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｅｌｏｎｇａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅａｎｇｌｅｓ，
ｗｈｉｃｈｗａｓｂｅｔｗｅｅｎｔｅｎｓｉｌｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｎｄｒｏｌｌｉｎｇｄｉｒｅｃｔｉｏｎ
摘要对３１０４铝合金冷轧板沿轧制方向０°、４５°和９０°三个方向进行拉伸性能测试，观察断口形貌和显微组织，并分析粗大第二相分布与拉伸方向之间的关系。结果表明，３１０４铝合金冷轧板材的断口为切变型韧窝断裂特征，裂纹在粗大相自身断裂分离处或者在粗大相尖端处萌生，并在剪切力作用下，以微孔聚合的方式扩展。０°方向拉伸断口韧窝深度最大，延伸率最大；９０°方向拉伸断口韧窝深度最小，延伸率最小；而４５°方向拉伸断口韧窝深度居中，延伸率也居中。粗大第二相长轴方向和拉伸方向之间的夹角越小，延伸率越大。

材料单向拉伸的力学性能

比例伸长率0.01%、0.05%时的应力。
比例极限和弹性极限没有质的区别，只是非比例伸长率大小不同而已。实际上比例极限和弹性极限与下面将要介绍的屈服强度的概念基本相同，都表示材料对微量塑性变形的抗力，
5.弹性比功
弹性比功又称为弹性比能或应变比能，用ae表示,是材料在
弹性变形过程中吸收变形
功的能力。可用材料弹性
几种材料在常温下的弹性模数（Mpa）
材料名称弹性模数E
低碳钢
2.0×105
低合金钢 (2.2~2.0) ×105
奥氏体不锈钢 (2.0~1.9) ×105
铜合金
(1.3~1.0) ×105
铝合金
(0.75~0.60) ×105
钛合金
(1.16~0.96) ×105
金刚石
10.39×105
碳化硅
4.14×105
变形达到弹性极限时单位
体积吸收的弹性变形功表
示。材料拉伸时的弹性比
功可用应力⎯应变曲线下
的影线面积表示,故
ae
=
1 2
σ
eε
e
=
σ e2
2E
材料中碳钢弹簧钢硬铝铜铍青铜橡胶
几种材料的E、σe、ae值
E (MPa) 2.1×105 2.1×105 7.24×104 1.1×105 1.2×105 0.2～0.78
σp、σe只是一个理论上的物理定义，用普通的测试
方法很难测出准确而唯一的比例极限和弹性极限数值。
为了便于实际测量和应用，σp的新定义在国家标准中称
为“规定非比例伸长应力”，即试验时非比例伸长达到原始标距长度规定的百分比时的应力，表示此应力的符号
附以角注说明，例如σp0.01、σp0.05分别表示规定非

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Ｍｇ系合金，具有抗腐蚀、于成形加工、焊性及低易可
本研究在２３０Ｃ，５０ — ０～０ｃ对Ａ６０防锈铝合金板
进行了不同应变速率下的单向拉伸试验，得了其获
温性能良好、可热处理强化等特点，已经得到了不现广泛的应用。但是，Ａ６铝合金在常温延伸率较５０小，形性能较差，严重制约了其更广范围的应成这用。。国内外的有关学者通过研究表明，特定在的条件下，采用温热成形技术将铝合金板加热到一定温度时成形，铝合金成形能力将得到极大的提高。在铝合金温热成形过程中，铝合金的温热力学性能参数与温度和应变速率息息相关，温热成形有限是元模拟中必备的重要参数 ¨ 。国内对５０Ａ６铝合金的研究较多集中在常温力学性能、接性能Ｍ “ 焊 ’ 和抗腐蚀性能ｚ方面，－等但对其温热力学性能的研究报道不多。为了研究５０Ａ６铝合金在温热变形过程中流动应力与应变速率和温度之间的关系，引入
第３２卷第１期
２１０２年２月
航
空
材
料
学
报
Ｖｏ．３１２，Ｎｏ．１Ｆｅｒｒ２２ｂｕａｙ０１
ＪＯＵＲＮＲＯＮＡＵＩＬＭＡＴＩＳＡＬＯＦＡＥＴＣＡＥＲＡＬ
基于单向拉伸的防锈铝合金温热力学性能研究
的强化规律进行了分析和探讨，结果表明，着温度的逐渐升高，变强化指数不断减小，变速率敏感系数则显随应应著增大，变速率强化作用明显增强。应关键词：防锈铝合金；成形；温热成形；形性能；构方程成本
到了广泛的应ห้องสมุดไป่ตู้ 。因此基于Ｆｅｓ＆Ｂｃｏｎｉｄｌａｋｆｅ
质材料是实现结构轻量化的重要途径，合金具有铝较低的密度、高的比强度、较比模量、断裂韧性和疲劳强度，以及良好的成形工艺性能，因而在航空、航
律。
１试验及其结果
１１试验材料与设备．
试验材料：Ａ６Ｏ防锈铝合金板材，度为５０．厚
１２ｍ，．ｒ其化学成分如表１所示。ａ
试验设备：Ｓ－４５ＣＳ４００电子万能试验机，用封采
真实应力应变关系曲线和关键力学性能参数，究研了温度和应变速率对成形性能指标的影响规律，并
基于Ｆｅｄｉｓ＆Ｂｃｏｅｌａｋｆｎ本构方程，到了不同温度得下的应变强化指数和应变速率敏感系数的变化规
ＤＯＩ１．９９ｊｉｓ．０５５５．０２１０４：０３６／．ｓｎ１０ —０３２１．．０
中图分类号：Ｇ８Ｔ３９
文献标识码：Ａ
文章编号：０５５５（０２０ —０５０１０ — ３２１）１１ —５００
闭式炉箱整体对流加热。热电偶直接接触式测量，
收稿日期：０００ —０修订日期：０１０－２２１—９２；２１—２０基金项目：国家自然科学基金（０７０１１５７０）作者简介：利辉（９０）男，士，授，要从事柔性郎１７一，博教主介质成形技术及成形过程数值模拟及优化的研究通讯作者：爱军，士研究生，Ｅｍａ）ｉｕｉｎ１３许博（－ｉｈｔａｕ＠６．ｌｘｊ
郎利辉，许爱军，李涛，赵香妮
（京航空航天大学机械工程及自动化学院，京１０９）北北０１１
摘要：过不同温度及应变速率下的单向拉伸试验，得了５０ — 防锈铝合金板材关键力学性能参数的变化规通获Ａ６０
律。结果表明，一定的应变速率下，Ａ６铝合金的流动应力及抗拉强度随着温度的升高而降低，后延伸率随在５０断着温度的升高而显著的提高。当温度处在２Ｏ～１０范围内，匀延伸率随着温度的升高而升高，在１０Ｃ～５％均而５￣３０ｏ ℃范围内，着温度的升高而降低。另外，于Ｆｅｓ＆Ｂｃｏｎ本构方程，５０随基ｉｄｌａｋｆｅ对Ａ６铝合金在不同温度状态下
结构轻量化是当今制造业的发展趋势，用轻采
了Ｆｅｓ＆Ｂｃｏｎ本构方程，过其直接描述温ｉｄｌａｋｆｅ通度和应变速率等参数对流变应力的影响，描述材来料变形过程中的流变应力，在铝合金温热成形中得
天、汽车、电子行业中得到了越来越多的应用，为成
本构方程研究５０Ａ６防锈铝合金的温热力学性能，对我们进一步研究铝合金的温热成形技术有重要的意
义。
轻量化技术中替代钢铁的主要材料之一 ¨“ 。５０Ａ６铝合金是一种国产的延性合金材料，于Ａ．属１