7075铝厚板内淬火残余应力的形成机理分析与控制策略

来源期刊：稀有金属材料与工程2018年第11期

论文作者：秦国华 林锋 叶海潮

文章页码：3400 - 3408

关键词：7075铝合金厚板;淬火;对流换热系数;控性区;控形区;残余应力;

摘    要：残余应力在加工过程中的释放与再分布是引起飞机结构件加工变形的重要因素。而淬火过程中,铝合金厚板表层和芯层存在较大的温度梯度,由其造成的不均匀塑性变形是形成淬火残余应力的关键所在。为此建立了淬火工艺的有限元分析模型,通过仿真值与实验结果的比较分析表明,无论是残余应力幅值还是分布趋势,仿真值均有很高的吻合度。在此基础上,利用有限元方法分析了淬火残余应力的形成机理,认为芯层在终滑点处塑性变形结束且最终残余应力已经确定,后续降温过程不再影响最终残余应力水平。最后以芯层终滑点为依据提出了热换系数的残余应力控性控形方法。由于控形区对最终残余应力的影响很大,而控性区段基本不影响最终残余应力,因此可以通过合理调整控形区和控性区邻域内对流热换系数的方法,实现冷却速度的增大和残余应力的减小。