汽车用5182铝合金温变形行为及其拉深成形性能的研究

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轻质材料在汽车上的应用已成为当前汽车工业研究的热点问题。5182铝合金具有优良的力学性能和成形性能,是一种能应用到汽车车身的轻质材料。本文开展了5182铝合金温变形行为及其拉深成形性能的研究,为进一步开发和优化5182铝合金车身板提供依据。通过单向温拉伸实验对5182铝合金在变形温度为50~300℃、应变速率为0.001~0.1s-1范围内的流变应力行为进行了研究,得到了合金的真应力—真应变曲线。采用改进后的Fields-Backofen方程,并拟合应变硬化指数n、应变速率敏感性指数m和材料强度系数C,建立了5182铝合金板在不同变形温度和应变速率下的本构方程。通过金相显微镜、扫描电镜以及透射电镜对温拉伸后的组织和断口进行了观察分析,揭示了温变形过程中的动态回复和动态再结晶行为。通过5182铝合金板材的温拉深成形实验,研究了其温成形性能及工艺,并分析了拉深试样的断裂行为。在变形温度为250℃,压边力为3.0N/mm2,变形速率为0.1mm/s,并采用半固体润滑剂进行拉深变形时,5182铝合金板可获得较优的拉深成形性能,拉深极限比达2.5。在拉深过程中,裂纹容易在凸缘圆角与直边所形成的过渡区域相邻的直壁上产生和扩展,最终导致板料拉裂。n值是评估5182铝合金板拉深性能的最佳参数。在相同的变形温度下,应变硬化指数n值越大,极限拉深比LDR越大;在不同的变形温度时,LDR与n值的变化规律主要取决于其塑性变形能力和应变硬化能力两方面相互作用的结果。随着变形温度的增加,n值减小,LDR值逐渐变大,达到最大值;随后n值继续减小,而LDR值则逐渐变小。
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