基于等Biot数的ZL205A铝合金大型薄壁件准同步淬火微变形研究

摘要：

针对构件热加工过程变形控制的世界性难题,创建了差异壁厚/差异结构构件加热或冷却过程零畸变的等Biot数模型,首次以Biot数替代综合换热系数h,并将Biot数引入温度场方程,由此建立了随Biot数变化的动态温度场和应力场耦合模型.利用ABAQUS软件对ZL205A铝合金差异壁厚构件淬火过程的温度场和应力场进行了预报.模拟结果表明,ZL205A铝合金构件淬火变形源于差异壁厚导致的二者温度差;对于薄厚比为1:4制件,540℃固溶淬火0.37 s时,薄厚壁特征位置最大温差为276℃,厚壁中最大热应力84 MPa,超过相应温度下该合金屈服强度,导致制件淬火变形,且变形以径向变形为主.通过对厚壁或薄壁处以高导热或低导热系数覆层材料修饰,获得了差异壁厚的等Biot,并对修饰后的构件进行540℃固溶淬火变形进行预报.结果表明,与无修饰构件相比变形降低82.6％,实现了差异壁厚的准同步淬火.

关键词：ZL205A铝合金、差异壁厚构件、等Biot数、有限元模拟、微变形、准同步淬火

所属期刊栏目：54

分类号：TG166(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金资助项目U1537201

在线出版日期：2018-06-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：69-76