5182合金成分优化研究_孟繁平
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基于Pamstamp的5182铝合金发动机罩内板冲压数值模拟傅垒;李利;黄鸣东;刘成【摘要】通过三个方向的单向拉伸试验及成形极限试验,获得了5182铝合金的材料性能数据,建立了5182铝合金成形用材料模型.基于Pamstamp软件,建立了铝合金发动机罩内板的冲压数值模型,获得了压边力为1 000kN,摩擦因数为0.12时铝合金发动机罩内板的成形性能.研究了工艺参数对铝合金发动机罩内板成形的影响,获得了压边力、摩擦因数对其减薄率和增厚率的影响规律.通过铝合金发动机罩内板冲压试验,验证了数值模拟的可靠性.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2019(047)007【总页数】6页(P48-53)【关键词】5182铝合金;材料模型;冲压数值模拟;工艺参数【作者】傅垒;李利;黄鸣东;刘成【作者单位】中铝材料应用研究院有限公司,北京昌平102209;中铝材料应用研究院有限公司,北京昌平102209;中铝材料应用研究院有限公司,北京昌平102209;中铝材料应用研究院有限公司,北京昌平102209【正文语种】中文【中图分类】TG386铝合金具有密度小、回收率高、耐腐蚀性强等优点,是汽车轻量化的主要材料之一[1-2]。
汽车用铝覆盖件和大部分铝制车身结构件都是通过冲压加工制造。
冲压加工具有生产效率高、成本低、成形稳定等特点[3]。
通过对铝合金汽车零部件进行冲压数值模拟,可以有效提高冲压件成形质量,缩短开发周期,降低生产成本[4-5]。
由于铝合金板材具有一定的各向异性,为了准确模拟其冲压成形过程,提高冲压成形数值模拟的可靠性,建立准确的各向异性铝合金材料模型十分重要[6-7]。
本文作者通过对板材三个方向进行拉伸试验,获得了5182铝合金的各向异性参数,建立了5182铝合金冲压成形用材料模型。
以某车型的5182铝合金发动机罩内板为分析对象,基于Pamstamp有限元软件建立冲压数值模型,研究工艺参数对该发动机罩内板成形的影响,分析其成形后特定区域减薄率、增厚率的变化规律,为企业的实际生产提供参考。
两种国产汽车车身铝合金板冲压成形性研究及应用王猛;康建立;刘海辉;胡国平【摘要】对5182和AC170两种国产汽车车身铝合金板进行化学成分检测、单向拉伸等试验和理论研究,结合两种铝合金板各自的特点为车身零件材料选择提供依据.以某车型发动机罩外板和前车门内板两个零件为例,使用铝合金板替代钢板,通过AutoForm软件进行成形分析,确定冲压工艺方案,最后投入模具进行验证.结果表明,两种国产铝合金板在汽车车身零件上应用是完全可行的.【期刊名称】《铝加工》【年(卷),期】2018(000)006【总页数】7页(P32-37,50)【关键词】5182铝合金;AC170铝合金;冲压成形性能;车身用板;压边力;减薄率【作者】王猛;康建立;刘海辉;胡国平【作者单位】天津工业大学材料科学与工程学院,天津300387;绿驰汽车科技(上海)有限公司,上海 201708;天津工业大学材料科学与工程学院,天津300387;天津工业大学材料科学与工程学院,天津300387;绿驰汽车科技(上海)有限公司,上海 201708【正文语种】中文【中图分类】TG386.41;TG146.210 前言减少能源消耗和减轻环境污染已经成为汽车工业发展面临的严峻挑战。
设法减轻汽车自重、降低燃料消耗、减少排放和减少环境污染就显得尤为重要。
节能减排已经成为汽车工业发展面临的核心问题之一[1,2]。
有研究表明,约60%~70%的燃料消耗是用来牵引汽车车身,每减少10%的车身重量,燃料效率最多可提升8%,降低4%~5%的尾气排放。
综上可知,汽车车身轻量化对汽车节能减排和环境保护具有重大意义[3~5]。
铝合金具有密度低、高比强度和高疲劳强度等突出优点,同时在冲压成形工艺性和耐腐蚀性能等方面也有非常不错的表现。
铝合金板代替钢板制造汽车车身是实现车身轻量化主要方法之一[6]。
我国虽已成为世界第四大汽车生产国,但汽车用铝量还处于较低的水平,远低于发达国家水平。
0前言5182铝合金因其强度高、良好的耐腐蚀性能和成型性而被用做易拉罐盖材料。
根据易拉罐生产商提供的信息,易拉罐盖需在耐压实验中不发生鼓起变形才可满足汽水、啤酒等饮料的使用要求,这就要求罐盖料用5182铝合金板材具有足够高的屈服强度。
易拉罐盖的减薄意味着对板材屈服强度的要求进一步提高。
5182铝合金属热处理不可强化合金,其主要强化方式为固溶强化、加工硬化、细晶强化[1]。
本文主要关注Mn、Cr两元素对罐盖用5182铝合金组织及力学性能的影响。
据文献报道可知,Mn元素在该合金中主要以两种方式存在,一种是固溶于基体中,另一种是以MnAl6相形式析出[2-4];其主要作用有:提高合金的再结晶温度,提高合金强度和抗腐蚀性能,且可使含Fe相的边角圆润化并降低其脆性,从而降低Fe元素对材料性能的不利影响[5]。
Cr与Mn作用相似,也可提高合金强度,抑制合金的再结晶行为[6-8]。
此前的文献[8-10]大都是简要概述Mn、Cr等合金元素在5×××系铝合金中的作用,或是研究Mn、Cr元素含量变化对5×××系铝合金中含Mn、Cr第二相(如:Al-Mn-Cr、(FeMn)Al6等)及弥散相(如:Al7Cr、Al6Mn等)分布的影响规律[11-14],尚未有关于Mn、Cr元素含量变化对β相(Mg2Al3、Mg5Al8)析出分布变化的影响规律及机制的研究。
作为5×××系铝合金中重要的析出相,β相的析出分布情况常被用来判断合金的抗腐蚀性能[15-17]。
本文系统地分析了Mn、Cr元素含量变化对5182板材β相析出分布、电导率、晶粒组织及力学性能的影响规律,通过观察β相析出分布变化可定性分析5182板材加工硬化程度,不仅可减少实验量,降低研发成本,还为5×××系铝合金的研究提供了一种新方法。
1材料制备及实验过程实验用材料为3种不同合金成分的5182罐盖料铸锭,铸锭合金成分见表1。
汽车用5182铝合金板温冲压实验研究及数值模拟陈婕尔;王孟君;杨刚;周威;李光耀【摘要】以5182铝合金板本构方程为基础,采用ABAQUS有限元模拟软件对5182铝合金板温冲压过程进行数值模拟,研究冲压温度和冲压速度等工艺因素对板材成形性能的影响;通过温冲压实验探讨5182铝合金板在不同冲压温度、冲压速度下的极限拉深比(LDR).实验及模拟结果表明:冲压速度为0.1 mm/s时,合金的LDR值并非随着温度的升高而单调增加;冲压温度为523 K时,随着冲压速度的增加,LDR值逐渐降低;5182铝合金板的冲压性能主要受变形过程中板材的温度梯度与应变速率的影响;模拟结果与实验结果具有良好的一致性.%Based on the constitutive equation of 5182 aluminum alloy, the influence of process parameters, such as drawing temperature and stamping speed, was investigated by ABAQUS soft during the numerical simulation. By warm stamping experiment, the limiting drawing ratio (LDR) value of 5182 aluminum alloy sheet at different stamping temperatures and stamping speeds was obtained. The experimental and simulation results show that the LDR value of 5182 aluminum alloy does not increase with the raise of forming temperature monotonously when the drawing speed is 0.1 mm/s. LDR value decreases with the increase of stamping speed ,when the forming temperature is 523 K. The drawing property of 5182 aluminum alloy is mainly affected by the temperature gradient and strain rate in the deformation process. The simulation results fit well with the experimental ones.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2012(022)012【总页数】6页(P3342-3347)【关键词】5182铝合金;温冲压;极限拉伸化;数值模拟【作者】陈婕尔;王孟君;杨刚;周威;李光耀【作者单位】湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙,410082【正文语种】中文【中图分类】TG386.3随着汽车工业的快速发展,环境污染与能源短缺已经成为社会日益凸出的问题。
稀土元素Ce、 La、Y对5182铝合金组织的影响孟繁平【摘要】在5182铝合金中分别加入质量分数为0.1%、0.2%、0.3%的Ce、La和Y稀土元素,用金相显微镜观察研究不同稀土元素以及其不同含量对5182铝合金铸态晶粒尺寸和析出相形貌的影响.结果表明,在5182铝合金中添加一定量的稀土Ce能使合金的第二相得到了很大程度的细化并且呈弥散分布;而在稀土La的作用下,5182铝合金中的第二相出现了球化现象;在5182铝合金中添加稀土Y的变质效果较添加等量Ce或La的要差一些.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2015(043)008【总页数】4页(P28-31)【关键词】5182铝合金;Ce元素;La元素;Y元素【作者】孟繁平【作者单位】东北轻合金有限责任公司,黑龙江哈尔滨150060【正文语种】中文【中图分类】TG146.21目前,国内外对5182铝合金的研究,主要集中在退火对该合金组织、性能的影响,有科技人员通过在轧制前进行预处理,使该合金的轧制形变强化效果更加明显,从而使其性能得到提高;也有人通过在5182铝合金中加入变质剂的方法来改善该合金的性能[1-2]。
本课题研究不同含量的稀土Ce、La、Y对5182铝合金的变质效果。
1 试验方法采用从3 t电阻炉熔炼铸造的5182铝合金300 mm×1 320 mm规格铸锭上切取的样块作为试验用原料,其化学成分见表1。
本试验采用坩埚电阻炉进行重新熔炼,并在熔体温度为760℃时分别加入质量分数为0.1%、0.2%、0.3%的稀土Ce、La、Y变质剂,待变质剂完全熔化后搅拌,改定温725℃并保温10 min,然后浇铸到Φ100 mm铁模中(模具浇铸前预热至200℃)。
从铸件的几何中心切取棱长20mm立方体进行金相组织观察,腐蚀液采用质量分数为5%HF的水溶液,在光学显微镜下进行组织观察。
表1 试验用5182铝合金的化学成分(质量分数/%)Tab.1 Chemical compositions of 5182 aluminium alloy for test(wt/%)Mg Mn Fe Si Zn Cu Cr Ti Al 4.50 0.35 0.35 0.20 0.25 0.15 0.1 0.1余量2 试验结果与分析2.1 不同含量的稀土Ce对5182铝合金铸态组织的影响图1为在5182铝合金中加入不同含量稀土元素Ce后的组织对比。
5182铝合金V型弯曲回弹规律研究的开题报告一、选题背景和研究意义随着工业制造水平的提高和需求的不断增加,铝合金的使用范围越来越广泛,特别是在建筑、汽车和航空航天等领域得到了广泛的应用。
而铝合金弯曲加工是其中一项重要的加工工艺,在加工过程中,弯曲回弹是不可避免的问题,而且回弹量直接影响到产品的精度和质量,因此,对铝合金弯曲回弹规律的研究具有重要的理论和实际意义。
本文选取5182铝合金V型弯曲进行研究,旨在深入探究其弯曲回弹规律,为铝合金弯曲加工提供理论参考,同时也能为其他类型铝合金的弯曲加工提供重要的指导和借鉴。
二、研究内容和方法本文主要研究的内容是5182铝合金V型弯曲的回弹规律,主要包括以下几个方面:(1)确定5182铝合金的力学性能参数;(2)分析V型弯曲过程中的影响因素;(3)通过实验测量,确定V型弯曲过程中的回弹量;(4)建立5182铝合金V型弯曲回弹模型,探究其中的影响因素。
本文采用的研究方法主要包括以下几个方面:(1)通过数值模拟计算出5182铝合金的力学性能参数;(2)对V型弯曲过程中的影响因素进行研究和分析;(3)采用物理实验方法对V型弯曲过程中的回弹量进行测量;(4)通过实验数据归纳总结,建立5182铝合金V型弯曲回弹模型,分析其中的影响因素。
三、预期结果和研究价值本文预期能够深入研究5182铝合金V型弯曲回弹规律,建立相关的回弹模型,探究其中的影响因素,得出相应的结论。
本文研究的预期结果主要包括:(1)确定5182铝合金的力学性能参数;(2)分析V型弯曲过程中的影响因素,如材料性质、弯曲角度、弯曲半径等;(3)建立5182铝合金V型弯曲回弹模型,探究其中的影响因素,如材料性质、弯曲角度、弯曲半径、弯曲速度、弯曲次数等。
本文的研究价值主要包括:(1)为工业生产中铝合金弯曲加工提供理论参考;(2)为经济效益和环保效益的统一提供理论支撑;(3)推动铝合金弯曲加工技术的发展和进步,提高其加工水平和质量。
精 密 成 形 工 程第15卷 第12期50 JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING2023年12月收稿日期:2023-09-08 Received :2023-09-08基金项目:山东省重点研发项目(2021SFGC1001)Fund :Key Research and Development Project of Shandong Province(2021SFGC1001) 引文格式:麻慧琳, 吴万东, 徐志远, 等. 不同变形量5182-O 铝合金汽车板PLC 效应表现和吕德斯带演变[J]. 精密成形工程, 2023, 15(12): 50-57.MA Hui-lin, WU Wan-dong, XU Zhi-yuan, et al. PLC Effect and Luders Band Performance of 5182-O Aluminum Alloy Automo-tive Plate under Different Deformation[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2023, 15(12): 50-57. *通信作者(Corresponding author ) 不同变形量5182-O 铝合金汽车板PLC效应表现和吕德斯带演变麻慧琳,吴万东*,徐志远,杨立民,刘明诏,王磊(山东南山铝业股份有限公司 国家铝合金压力加工工程技术研究中心,山东 烟台 265700) 摘要:目的 系统研究变形量对5182-O 合金吕德斯效应、PLC 效应和吕德斯带演变的影响,为提高汽车用5182-O 合金冲压零件表面质量、扩大其应用范围奠定理论基础。
方法 采用透射电子显微镜(TEM )、拓扑仪和万能拉伸试验机等手段表征变形时材料的位错演变、局部变形带形成、宏观形貌演变规律等。
结果 当材料变形量较小时,位错密度较低,呈现随机散布状态,随着变形量的增大,位错快速增殖且密度迅速增大,位错相互缠结,当材料变形发展至PLC 效应临界区时,逐渐演变形成小范围位错塞积群,当材料变形发展至PLC 效应深入发展区时,最终演变形成大范围位错塞积群和林位错墙,而与之相对应的材料表面的宏观形貌演变规律如下:由低变形量时的光滑表面演变为单条变形条带、多条变形条带和最终致密粗糙的变形条带。
5182罐盖料铝合金扁锭生产工艺研究任允清;吴超峰【摘要】文章阐述了5182铝合金熔炼过程中合金成分的保证、熔体除钠、除氢工艺,氧化夹杂物的净化等工艺,并通过试验研究优化了5182合金大规格扁锭的铸造工艺参数.【期刊名称】《有色金属加工》【年(卷),期】2014(043)002【总页数】4页(P13-15,60)【关键词】5182铝合金熔铸;精炼;应力;裂纹;锭尾余漏【作者】任允清;吴超峰【作者单位】河南中孚实业股份有限公司,河南巩义451200;河南中孚实业股份有限公司,河南巩义451200【正文语种】中文【中图分类】TG2925182铝合金是Al-Mg系合金,由于其具有良好的强度、延伸率和深冲性能,易拉罐盖、百叶窗、瓶盖等对综合性能要求比较高的板坯多采用该合金。
然而在5182扁锭的实际生产中容易出现:①由于该合金镁含量较高,铝液表面氧化膜致密性差,铸锭在铸造过程中易形成非金属夹杂和氢含量超标;②由于合金中镁容易氧化烧损,过程控制不当易造成合金中镁含量不足;③熔体中钠含量控制不当,会造成铸锭裂纹或后期轧制时的钠脆现象;④5182合金铸造时底部裂纹倾向较高,铸造工艺不当易形成大面通裂现象。
因此,为了铸造出高性能的5182合金,在生产过程中必须解决这些问题。
1 合金成分5182合金成分如表1所示。
合金中的锰可以以锰添加剂的形式加入,也可以加入铝锰中间合金。
锰添加剂要求在配镁之前加入以防止锰吸收过慢,加入锰添加剂后先静置15min接着搅拌20min然后再加入镁。
表1 5182合余化学成分(质量分数,%)Tab.1 Chemical compositions of 5182 alloy合金SiFeCuMnMgCrZn碱金属含量Ti其他≤单个合计5182≤0 20≤0 350 06~0 150 20~0 404 35~4 650 03~0 10≤0 03Na≤5ppm0 01~0 0250 050 155182铝合金中镁含量较高,镁的活泼性决定了其在熔体中容易因烧损而导致含量降低。