金属流动规律[ 02-03 10:05 ]

图4.7为锻造成形时的金属流动，锻造成型过程可以分为两个阶段:第一个阶段:挤压成型阶段。在成型初始阶段，坯料开始充填了坯料与套模的径向间隙。在下模的作用下，金属逐步挤入模腔，此时，坯料可以分为上模冲下的直接受力区和与下模接触的环形间接受力区两部分。直接受力区内，由于坯料横向流动被限制，金属向下流动，直至遇到下模限制后充填模腔。所以直接受力区内，有一定高度的区域受应力低，处于弹性状态，这个区域随着变形过程的进行而缩小直至消失。间接受力区可以看为挤压成型。随着成型过程的进行，金属流动受到下模具的阻碍，分别向着下模内外圈

2A14 挤压坯料初始显微组织与性能[ 02-03 09:05 ]

图3.1为2A14铝合金棒材挤压变形态((H112态)的初始显微组织组织。此时再结晶程度较低，由于挤压变形过程中粗大析出相被破碎，基体中析出相细小且弥散分布。图3-2是2A14铝合金棒材挤压后经过退火后(460℃ ,  12h )的显微组织。退火后发生了局部再结晶，沿着挤压方向拉长，呈白色条带状，沿着挤压轴向分布。同时，金属基体中存在尺寸较大的析出相，以骨骼状和颗粒状分布，主要是 (CuA12)相和S(CuMgA12)相以及富Fe, Mn的杂质相。在2A 14铝合金挤压坯料的退火过程中，由于粗大析出相的形

2A14铝合金轮毂锻造工艺发展现状[ 02-03 08:05 ]

北京北方车辆集团有限公司工艺技术中心的陈利华等采用2A 14铝合金等温模锻成型轮毅，东北轻合金有限责任公司的张宏伟等对2A14铝合金轮毅模锻件的锻造工艺进行了研究。研究工艺参数对合金力学性能及组织的影响，与普通轮毅锻件进行对比。2A14铝合金等温锻造态下的组织比普通锻造的组织明显细化，力学性能得到了显著提高;此外，采用该工艺锻造出的轮毅，具有尺寸精度高、工艺稳定、成型快速、材料利用率高和生产效率高等优点，具有极高的工程价值和发展前景。一般来说，汽车轮毅一般使用铸造坯料进行锻造成形，而由于航空工业对机轮轮毅性能的高要

预先镦粗对锻件变形规律的影响[ 02-02 10:05 ]

图4-6为预先墩粗对锻件变形规律的影响。使用棒坯进行轮毅模锻，一般需要施加一预先墩粗过程使锻件的应变分布更均匀，避免变形死区的出现。图4-6(c)为中Φ270mm棒坯(与套筒内径相同)直接模锻后锻件的等效应变分布;图4-6(b)为中Φ200x200m棒坯墩粗至120mm后(直径约268mm)的应变分布，图4-6(d)为其等温模锻后锻件的等效应变分布。计算机仿真实验有效地展示了预先墩粗对锻件应变分布均匀化的效果，直接进行锻造时，变形难以传递到坯料顶部，在坯料顶部形成部分变形死区，从而无法使锻件获得沿着几何方向合理分布

2A14 铝合金热压缩变形行为和组织演变[ 02-02 09:05 ]

模拟仿真研究金属模锻成形是实现成形模具和工艺过程优化设计的有效手段。借助模拟仿真研究揭示2A14铝合金坯料低速等温锻造成形轮毅的规律，优化设计模具和工艺参数，首先需要获得2A14铝合金热变形本构方程。目前，对2A14铝合金本构方程的研究主要是用铸造坯料在较高的热压缩应变速率条件下进行的，缺少挤压坯料在低速热压缩变形条件的实验数据，无法建立适用于低速等温模锻的本构方程。本章研究不同应变速率(包括低速条件)下2A14合金的热压缩变形行为，建立适合于2A14低速等温锻造的本构方程，同时，研究揭示低速热变形条件下的组织演变

等温锻造技术研究现状[ 02-02 08:05 ]

等温锻造技术是制造高性能铝合金机轮轮毅的有效手段。等温锻造，顾名思义就是在锻造过程中模具与坯料温度保持一致并始终在一定范围内的锻造工艺。与传统锻造技术相比，这种工艺避免了模具对材料的激冷导致的材料应变硬化，也简化成形过程。在大型铝合金模锻件“成形”与“成性”的双重要求下，提出使用等温锻造技术进行大规格铝合金锻件的制造。等温锻造技术是基于金属超塑性原理发展的一种锻造技术。其特点一是控制锻造过程中温度场的范围，二是把应变速率控制在一个很低的范围内，获得超塑性条件。针对铝合

锻造模具设计和轮毂几何模型的建立[ 02-01 10:05 ]

图4-3为基于图4-2 (d )设计的模具装配图。模具分为3个主要部分，即模冲、套筒和下模。即为带套筒的闭式模锻，这样就避免了飞边的产生，而且在实验过程中易于调整工艺参数，保证锻件成形。2A14铝合金轮毅几何模型Pro/E软件中建立。剖面图如图4-4(a)所示，锻件最小直径为270mm，最大直径为306mm，锻件高163rnm。锻件的几何造型如图4-4（b）。实际计算过程中，为了减少计算时间，选取模锻件几何模型的六分之一作为模拟对象。模具的初步设计确定后，需要在计算机仿真平台上对模具的可行性和可靠性进行验证。图为模

金相分析[ 02-01 09:05 ]

金相样品的制备及观察过程为:取样一镶样一粗磨一精磨一抛光一腐蚀过程。试样采用Graff Sargent试剂，其成分为，然后用热风吹干。在金相显微组织观察采用德国产PME3-313uN型倒置式大型金相显微镜，主要观察合金组织的再结晶情况，晶粒及第二相的形貌、大小及分布等。凤谷工业炉集设计研发,生产销售,培训指导,售后服务一体化,专利节能技术应用,每年为企业节省40%-70%的能源成本,主要产品加热炉,工业炉,节能炉,蓄热式炉,垃圾气化处理设备，欢迎致电咨询:0510-88818999

大型铝锻件制造面临的问题[ 02-01 08:05 ]

航空工业的发展中，如何降低飞行器重量，如何增强结构的可靠性、耐久性，是飞机结构设计和制造的重要理念。结构整体化，是国内外航空工业的发展趋势之一。而大型航空锻件的制造能力，直接关乎飞行器的减重率和结构可靠性的航空工业核心技术。大型铝合金航空锻件是航空工业中重要的基础件。一般来说，盘形件直径超过200~可以称为大型锻件。大型锻件具有单件、小批的特点锻件的大型化对现有的设备能力、制造技术提出了更高的要求，如何在有限的设备条件下实现大规格锻件的“成形”，避免铝合金大型模锻件成形载荷超出现有压机能力，

2A14锻件成型方案设计[ 01-31 10:05 ]

图4-2(a)和}-2(b)分别为i F.向挤压成形与反f}J挤压成JIB。通过仿真软件对两种不同的成形方案进行分析。反向挤压成少衫时，山于余属流动的方向与模具运动的方向相反，金属流动规律复杂，在成形过程中锻件各个部位出现的涡流、穿流等破坏锻件流线连续性的缺陷;正向挤压成形时，金属流动方向与模具运动方向相同，金属流动规律简单，但在锻件心部仍然存在涡流。图4-2 ( c )为在正向挤压成形中加入芯杆，芯杆起调整锻造过程中金属分流的作用。通过芯杆尺寸的合理设计，消除了锻件心部的涡流，保证获得流线分布合理的锻件。图4-2

室温拉伸性能测试[ 01-31 09:05 ]

拉伸实验在美国Instron3369力学试验机上进行。按照GB6397-86《金属拉伸实验试样》的规定加工而成，试样过程按照GB228-87《金属拉伸实验方法》的有关规定进行，拉伸速度为2 mm/min，每个测定值取三个试样的平均值。试样外形和尺寸如图2-1所示。凤谷工业炉集设计研发,生产销售,培训指导,售后服务一体化,专利节能技术应用,每年为企业节省40%-70%的能源成本,主要产品加热炉,工业炉,节能炉,蓄热式炉,垃圾气化处理设备，欢迎致电咨询:0510-88818999

铝轮毂的应用和简介[ 01-31 08:05 ]

机轮轮毅是飞机滑行、起飞和降落过程中的主要承力部件，对飞行安全起重要作用。飞机在起降过程中，在几十公里/小时的滑行速度和几百公里/小时的飞行速度之间快速转化，造成服役过程中承受强大的冲击力，在其降过程中保持高压状态。其恶劣的工作条件导致机轮轮毅承力部位极容易产生疲劳裂纹。疲劳裂纹的产生对于飞机的安全危害巨大。为了提高机轮轮毅的性能，需要通过塑性加工以获得沿着锻件几何方向合理分布的流线，即使金属中的化合物、第二相和杂质等沿着变形方向呈纤维状分布。如能利用合理的工艺及模具结构使得流线沿着轮毅锻件合理分布，避免产生如穿流

真应力-真应变曲线[ 01-30 10:05 ]

本构方程描述材料变形的基本信息，它用数学方法整合在热加工变形条件下材料变形热力参数之间的数量关系，即流动应力与应变、应变速率以及温度之间的相互关系。材料的本构模型的获得，通过等温压缩、扭转和拉伸等实验方法获得材料的应力一应变曲线，并根据材料的流动应力变化特点和工艺条件的不同，计算得到本构方程。图3-11所示为挤压一退火态2A14合金棒材等温热压缩变形时的真应力一真应变曲线。由图3-11可见，在温度为370-490℃，应变速率为0.0005-0.01/s下的变形条件下，合金表现出明显的稳态流变特征，即流变应力先随应变

2A14铝合金轮毂等温锻造研究[ 01-30 08:05 ]

为了满足2A14高强铝合金形性一体化调控需要，本论文针对高强铝合金机轮轮毂锻件的等温低速锻造过程，采用热等温压缩实验、等温锻造成形有限元模拟、力学拉伸、显微组织观察等手段研究了挤压坯料的热加工行为和组织演变、2A14铝合金机轮轮毂等温锻造成形规律以及相应的组织性能。主要工作与结论如下：（1）研究了2A14铝合金挤压变形态和挤压退火态坯料热变形和固溶显微组织演变。在低应变速率下（0.0005/s-0.005/s）进行等温压缩实验，研究结果表明：a.挤压变形态坯料进行等温压缩实验，当应变速率较高条件时其后续固溶时效过程

不同充液量的热管热阻对比[ 01-29 10:05 ]

图7 为不同充液量热管热阻的对比。图7( a)的实验条件取冷却水流量60 L /h，反应釜内温度取75 ℃; 图7( b) 的实验条件取冷却水流量60 L /h，反应釜内温度为95 ℃。从图7 中可以看出，不同充液量的热管热阻的变化趋势保持一致。但在热管静止时，充液量较大的热管的热阻较低。原因是当热管静止时，由于蒸发段结构的相对复杂性，可能使得工质的回流并不能均匀的分布到每根分叉管中，即部分分叉管内会出现干涸，降低了传热效果。一般认为热管最佳充液量为1 /5 － 1 /3，而实验结果表明该结构旋转热管的最佳充液量应

反应温度对热管传热系数的影响[ 01-29 09:05 ]

图6 为冷却水流量为60 L /h 反应温度对旋转热管总传热系数的影响曲线，从图中可以看出随着反应温度的升高，热管的传热系数呈上升的趋势。主要原因如下: ( 1) 在热管制造的过程中，热管内腔可能会存在部分不凝性气体。随着反应温度的增加，内腔的压力提升，压缩了不凝性气体的体积，使得热管传热系数提高; ( 2) 随着反应温度的升高，热管管壁温度也相应的提高，Gr 数提高，换热系数得到提高，提升大约20%。从图6 中还可以看出，不同转速的条件下，热管传热系数相差较大。在相同反应釜内温度下( 例如75 ℃) 情况下，30

转速对热管传输功率的影响[ 01-29 08:05 ]

热管传输功率和旋转速度之间关系的实验结果如图5 所示。从图中可以看到随着转速的提升，热管的传输功率增加，反应温度在85 ℃时，热管传输功率从600 W，提升至1 000 W。在100 r /min 以下的时候，传热功率的增加较为明显，在转速提升到150 r /min 以上，传热功率呈上升状态。随着转速的提升旋转热管冷热侧Ｒe 显著提升，而Ｒe 数的提升直接使得热管传输功率提高。随着转速和传输功率的提升，热管产生更多的冷凝液，对于直立旋转热管由于旋转壁面对液体的展平作用，热管冷凝段壁面液膜随着传热量的增加有所加厚，增

实验值和理论值对比（下）[ 01-28 10:05 ]

1) 雷诺数修正在用近似模型理论计算时，忽略了夹套内冷却水的轴向流动，以及电机的震动等因素，这样会使得计算得到的雷诺数小于实际的雷诺数，特别是在转速较低的情况下，这样的影响更为显著。考虑到这些因素对实际流形的影响，此处提出雷诺数修正，修正系数C如表2 所示。Ｒe’= CＲe式中: Ｒe'—修正以后的雷诺数。( 2) 增加凝结液膜传递热阻的修正在转速较高的情况下，实际雷诺数和计算出来的雷诺数较为接近，如表2 中所示，当n ＞ 210 r /min时，C = 1。此时，造成理论值偏离实际

实验值和理论值对比[ 01-28 09:05 ]

图4 为实验值和理论值之间的比较。实验条件为冷却水流量60 L /min，冷却水的定性温度为30 ℃。反应釜内温度85 ℃。从图4( a) 可以看出两者变化保持一致，随着转速的升高，热阻降低。但是在转速30 r /min 时，理论热阻要高于实验测得的热阻，这是由于: ( 1) 选择的传热模型在低转速条件下有误差; ( 2) 由于旋转产生的震动等因素，实际的雷诺数会高于计算值，使得热阻降低。在转速210 r /min时，理论值低于实验值，这是因为: ( 1) 此时时热管热阻已经很低，而在计算时忽略了部分热阻，会对结果

冷却水流量以及转速对热管总传热热阻的 影响[ 01-28 08:05 ]

图3 为反应温度85 ℃时热管热阻随转速的变化曲线。从图中可以看出旋转速度对于热管传热的促进作用。低速旋转时，旋转热管的工作状态接近一般的重力热管，工质在蒸发段受热气化，在冷凝段冷却回流。热管静置时，反应釜内介质的热量通过自然对流的方式将至蒸发段外壁面，再透过热管蒸发段金属壁，传递给工质。当热管开始旋转时，热阻骤然减小，这是因为: ( 1) 热量从反应釜物料传递到热管外壁面的传热方式，由自然对流变为强制换热，减小了蒸发段热阻，提升了对热管的能量输入; ( 2)热管在输入热量较低时，蒸发段的状态是间歇沸腾状态或者自然