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高强铝合金薄壁高筋大型壁板精确成形制造技术基础

221   编辑:中冶有色技术网   来源:中南大学  
2024-07-03 16:38:24
成果简介:

关键技术

(1)新一代高强韧高成形性可焊铝合金成分设计

抑制脆性粗大初生相、形成与基体相容性佳的韧性相,保证材料高强韧性的同时以提高其成形性/延伸率,开展材料主微元素合金成分优化与组织设计,形成高强韧高成形性可焊铝合金材料成分组织方案。

(2)复合熔体净化与均质细晶低偏析铸造技术

基于强塑性变形对铸锭冶金质量的更高要求,发展铝合金熔体熔剂外场辅助精炼深度净化、低液位液芯磁流铸造技术,实现熔体中氢含量、渣含量、杂质元素含量以及铸锭组织成分均匀性及晶粒尺寸的稳定控制。

(3)高强韧薄壁高筋大型壁板强塑性成形技术

通过采用控温筒形对称挤压-剖展的方式,克服薄壁高筋板材形变稳定性的同时,实现宽幅板材的强流变精准形状精度控制。采用精近成形突破壁板挤压稳定性极限,实现壁板的金属均匀流变控制,形成高性能铝合金薄壁高筋宽幅壁板的高性能、高成形性、高精度制备。

(4)高强韧薄壁高筋大型壁板高性能特征微结构形成技术

固溶加多级时效热处理技术,实现细小析出相弥散分布,精确调控高筋-薄壁板材及其过渡处的微结构,实现高性能薄壁高筋大型壁板精确成性。

解决的关键科学问题

(1)基于大尺寸薄壁高筋壁板材料成形性能与服役性能协同的成分与微结构匹配设计;

(2)复杂成分及相组成条件下夹杂物形成与脱出机制以及在液芯磁流场、热场、流场复合作用下合金元素的运动规律及其对凝固组织的作用机制;

(3)大尺寸薄壁高筋复杂断面金属塑性形变均匀性以及强变形后高强铝合金特征微结构在多重热力场作用下的演化规律。

应用案例 


对合金微观组织模式与成分设计和新型熔铸技术开发,可提高材料的成形性能,采用筒形对称控温挤压与精近成形技术结合热处理微结构精确调控,实现运载火箭宽幅薄壁高筋壁板的高性能高精度整体制造。


研发背景 


本项目以运载火箭用高强铝合金薄壁高筋大型壁板强流变精确成形制造技术科学基础为主线,通过材料工程、机械工程、力学以及宇航工程等多学科融合,建立薄壁高筋整体成形单元承力板高性能、高精度成形及高稳定性精确制造的基础理论与方法体系,在微观组织模式设计与成分优化、铸锭组织调控、异型复杂截面金属流变均匀性及特征微结构调控等方面展开基础研究,发展异型断面形/性协同制造的新原理、新技术与新工艺,实现航天高强铝合金薄壁高筋大型壁板快速整体复杂成形成性的全流程协同调控,突破异型复杂断面金属流变差异大、难以稳定成形的塑性变形技术瓶颈,提升航天大型构件整体成形成性技术水平,具有显著的科学意义。项目研究可指导轻质高强薄壁大型舱段的高性能、低成本、高效制造,推动运载火箭关键结构件向轻质高强、形性一体化、整体成形方向发展,研究成果具有重要的工程应用价值。


作用原理 


(1)高强韧高成形性可焊铝合金微观组织模式与合金成分设计


(2)高强铝合金薄壁高筋大型壁板用高纯均质细晶低偏析铸锭制造原理研究

(3)高强铝合金薄壁高筋大型壁板强塑性流变整体成形机理研究

(4)高强铝合金薄壁高筋大型壁板热处理组织演变规律研究

市场分析 


该项目产品经过后期工业化后,在航空航天方面具有巨大的应用潜力。

声明:
“高强铝合金薄壁高筋大型壁板精确成形制造技术基础” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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