【摘 要】
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现代飞机不断向着高性能、轻重量、工艺性好、维修成本低发展,对于飞机结构整体的设计以及材料的选择尤其重要。整体壁板是现代飞机的主要结构件,而整体壁板最有效的成形方法
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现代飞机不断向着高性能、轻重量、工艺性好、维修成本低发展,对于飞机结构整体的设计以及材料的选择尤其重要。整体壁板是现代飞机的主要结构件,而整体壁板最有效的成形方法是时效成形。目前时效成形主要是针对温度场、应力场研究较多,而将超声波引入时效成形工艺过程中的研究较少,时效成形过程中作用超声波是对传统时效成形工艺的创新,具有很重要的研究意义。论文以7075-T651态铝合金为研究对象,探索超声振动对7075铝合金在时效成形宏观性能和微观组织特征的影响,阐明超声波作用下时效成形对7075铝合金性能的影响机制,获得超声振动作用时效成形工艺的最佳参数。基于工艺试验,探索了超声波施加功率为1600W时,不同超声波施加时间和不同超声振动时效温度对7075铝合金时效成形效果和宏观力学性能的影响规律。结果表明,超声波施加时间12h时,构件成形效果最好,回弹率最低为48.40%,与普通时效成形试件相比,回弹率下降了12.21%;超声振动时效温度升高到220℃时,回弹率达到最小值32.26%。屈服强度和抗拉强度随超声波施加时间的延长而增大,随超声振动时效温度的升高而减小;但经超声振动时效处理后试件的延伸率与普通时效相比变化不大。超声波作用下时效成形微观规律表明,随着超声波作用时间的延长和超声振动时效温度的升高,析出相和一些黑色第二相有可能出现了溶解或细化现象,基体中点状析出相和第二相组织出现数量减少且尺寸变小。改变超声波施加时间,断口韧窝数量增多,深度变深,韧窝尺寸有所变小,以韧性断裂为主;当超声振动时效温度较低时,出现大量的撕裂痕,以脆性断裂为主;随着超声振动时效温度的升高,断裂方式转变为韧性断裂。超声振动时效成形处理后试件晶内析出相主要由球状GP区和过渡相η?相向棒状的平衡相η相转变,η相的数量不断增多。晶界处析出相不断长大、粗化,主要呈断续状分布,晶界无沉淀析出带(PFZ)宽度有所变宽。
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