铝的锻造热力规范

鋁的鍛造熱力規範
1.锻造温度范围
确定合金的锻造温度范围主要依据的是塑性图、变形抗力图等。图13至图15分别为LF21,LD5,LC4三种不同铝合金的塑性图。图16为LD5合金的变形抗力图。
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由图13至图15可看出,高塑性合金LF21在300~500℃温度范围内具有较高的塑性,且对变形速度不敏感,无论在锤上或压力机上锻造,极限变形程度均可达80%以上;对于中塑性合金LD5,其塑性温度范围为350~500℃。变形速度虽不影响其塑性温度范围,但影响其塑性极限,在锤上变形时,它的极限变形程度为60%~65%,而在压力机上变形时,极限变形程度达到80%;低塑性合金LC4对变形速度更加敏感,在锤上变形的塑性温度范围是350~430℃,在压力机上的是350~450℃,在锤上锻造的极限变形程度是60%,在压力机上可以达到70%~80%。
图13 铝合金LF21的塑性图图14 铝合金LD5的塑性图
图15 铝合金LC4的塑性图
图16 LD5合金的应力-应变曲线应变速率:1-10-2s-1;2-1s-1; 3-10s-1;4-100s-1;5—200s-1
对于高强度铝合金,因为它们的合金化程度高,生成的化合物相十分复杂,在坯料中心或显微组织的晶界上,往往偏析有低熔点共晶,故始锻温度必须保证低于共晶熔化温度,若稍有偏高,就很容易引起过烧。例如超硬铝LC4,它的合金元素总含量为10.4%,约为LD2锻铝的5倍。它的强化相主要是MgZn2和Al2CuMg化合物,Al与MgZn2形成低熔点共晶,其熔化温度是470℃,因此始锻温度较低,一般取为430℃。另外,有些铝合金若始锻温度偏高,容易引起强度性能下降。例如LD10合金,始锻温度高于470℃时,强度性能约下降24MPa;LF6合金始锻温度从360℃提高到420℃,强度性能下降15MPa。这是由于再结晶晶粒长大的缘故。
ntvdm cpu遇到无效指令图16 表示出了温度对变形抗力的明显作用,LD5合金的锻造温度从450℃下降到300℃时,其变形抗力(或所需压力)就增加1倍。特别是对于高强度铝合金,其合金元素含量多,再结晶温度高,所以其终锻温度不能太低,否则将引起严重的加工硬化现象或锻造开裂。这也是超硬铝的终锻温度比防锈铝
的高,锻造温度范围窄的原因。为了扩大锻造温度范围,方便锻造操作,大多数铝合金的终锻温度稍低于再结晶温度,使得铝合金锻造过程一般都属于不完全热变形。
表6 列出常用变形铝合金的锻造温度范围。表中数据说明:铝合金的锻造温度范围比较窄,一般都在150℃范围内,某些高强度铝合金的锻造温度范围甚至在100℃范围内。锤上锻造温度一般比压力机上锻造温度低20~30℃。
美国15种最常用的锻造铝合金的荐用锻造温度范围列于表7。它们很适合于模锻,表列上限温度大约低于各种合金凝固温度70℃。大多数合金的锻造温度范围是相当窄的(一般小于55℃),而且没有一个合金的温度范围大于85℃。和表6相比较,始锻温度被降低,终锻温度被提高,在较窄的温度范围内锻造,无疑合金的塑性好,变形抗力较小,所得再结晶组织也均匀、细小。为了保证锻造温度变化很小,铝合金锻造用模具必须经过很好的预热。
表6 铝合金的锻造温度和加热规范
表7 铝合金的荐用锻造温度范围
2.变形程度
选用合理的变形程度,可保证合金在锻造过程中不开裂,并且变形均匀,获得良好的组织和性能。
痰浊为了保证铝合金在锻造过程中不开裂,在所选锻压设备上每次打击或压缩时允许的最大变形程度应根据合金的塑性图确定。表8为铝合金的允许变形程度。
表8 铝合金的允许变形程度
为保证锻件具有均匀细小的晶粒组织,还应使设备每一工作行程的变形程度大于(或小于)加工再结晶图上相应变形温度下的临界变形程度。尤其要控制终锻温度下的变形程度不落入临界变形程度范围。图17为LC4合金的加工再结晶图。铝合金的临界变形程度范围一般为8%~15%或更大。
由于铝合金中存在着大量作为强化相的金属间化合物,在热加工变形时,当沿某一方向变形程度很大时,这些化合物将沿主伸长变形方向呈条带状或链状分布,即形成纤维组织或金属流线,并使机械性能呈现各向异性。顺纤维方向(纵向)性能较高,横纤维方向(横向)性能较低,见表9。
在研究总变形对铝合金组织和性能的影响时指出,当总变形程度为60%~80%时,铝合金得到最高的机械性能和最小的各向异性。所以,当铸锭加工成坯料、自由锻件、模锻件或其他半成品时,总变形程度应不低于上述数值。并要设法保证锻件的金属流线方向,与零件高应力部位的主应力方向相一致。
表9 7079铝合金锻件沿不同金属流线方向的机械性能试验结果
电视剧辘轳女人和井3.变形速度和变形热效应
低强度铝合金和部分中强度铝合金具有很高的工艺塑性,除了LF5合金之外,其工艺塑性实际上与变形速度没有关系(见表8)。LF5合金在20~30m/s 的高速锤上变形时具有较低的塑性。中强度和高强度铝合金在热模锻温度区间也具有足够的塑性,但当设备速度由0.3m/s(静载变形)增加到9m/s(动载变形)时,这些合金的工艺塑性降低15%~20%,这时在锻锤和压力机上模锻时需要加以考虑的。
变形速度对铝合金的变形抗力具有明显的影响(见图16和图18)。由图18可清楚地看到,当变形速度由0.1s-1提高到10s-1,6061合金的流动应力提高约70%,而较难锻合金2014合金的流动应力增加约1倍。
国际金本位制根据变形速度对锻性的影响情况,铝合金可以在各种锻造设备上进行锻造,其变形速度从≥10s-1(例如在锤上或机械压力机上锻造)到≤0.1s-1(例如在水压机上锻造)显著变化。虽然铝合金对变形速度不像钛合金及镍基合金那样敏感,但变形速度的选择影响锻造所需压力和极限变形程度,进而影响锻件的精密程度。为了增大合金在锻造时的允许变形程度、减小变形抗力并改善金属充填型槽的流动性,选用压力机来锻造铝合金比锤为好。对于大型铝合金模锻性和低塑性铝合金模锻件尤其如此。聆听的魅力

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