Page 82 - 理化检验-物理分册2022年第五期

单嗣宏, 等: 喷射成形 7055 超高强铝合金锻件开裂原因

图 9 底部圆弧半径为 1.5mm 和 3mm 的孔腔应力分布模拟结果

3.2 热处理方面 效程度, 将机轮强度提升 10MPa~20 MPa , 降低机
在保证 T73 热处理状态不改变的情况下, 对材 轮的断裂韧性及冲击韧性, 残余应力保持不变。热
料的热处理工艺进行优化: 减少时效时间, 减小过时 处理优化前后部分力学性能测试结果如表 3 所示。
表 3 热处理优化前后部分力学性能测试结果

电导率 / 抗拉强度 / MPa 冲击韧性 / 断裂韧性 / 残余应力 /
项目
-1 ) -2 ) 1 / 2 )
( MS · m 周向 臂纵向 底横向 ( J · cm ( MPa · m MPa
优化前 22.91~23.49 567~576 547~557 533~543 12.2~13.2 22.3~24.2 -40
优化后 22.68~23.14 578~592 561~577 548~565 10.8~12.5 20.8~23.1 -42

提供优化后的 T73 热处理状态机轮, 最终通过 [ 3 ] 张济山, 熊柏青, 崔华 . 喷射成形快速凝固技 术: 原 理

了 645kN 静压试验。 与应用[ M ] . 北京: 科学出版社, 2008.
[ 4 ] 李荣德, 刘敬福 . 喷射成形技术国内外发展与应用概
4 结论 况[ J ] . 铸造, 2009 , 58 ( 8 ): 797-803.

[ 5 ] 高娃, 孙廷富 . 喷射成形技术的应用及产业化发展趋
该喷射成形 7055 超高强铝合金锻件在静压试
势[ J ] . 兵器材料科学与工程, 2002 , 25 ( 3 ): 66-69.
验中提前开裂, 属于一次性的过载断裂。该机轮锻
[ 6 ] 王祝堂 . 新型航空铝合金 7055 [ J ] . 轻金属, 1991 ( 9 ):
件开裂的原因是: 机轮设计不合理, 导致定位孔和根
23.
部直角产生强烈的应力集中, 随着机轮静压载荷的 [ 7 ] 闫亮明, 王志强, 沈健, 等 .7055 铝合金的研究现状及
增大, 机轮开始发生屈服变形, 形成沿椭圆长轴向的 展望[ J ] . 材料导报, 2009 , 23 ( 9 ): 69-73.
拉应力; 载荷继续增加, 孔周围直角处尖端应力急剧 [ 8 ] 鲍恩成 .7055 铝合金 螺 旋 面 型 材 挤 压 流 动 规 律 分 析
增大, 突破了材料的抗拉强度, 产生裂纹, 在过载的 及固溶处理工艺研究[ D ] . 济南: 山东大学, 2019.
情况下, 裂纹迅速扩展并沿整个圆周开裂。通过改 [ 9 ] 王少华, 孟令刚, 房灿峰, 等 . 新型 Al-Zn-M g -Cu 合金
进设计, 减小应力集中, 并优化热处理工艺, 有效地 型材双级 时 效 组 织 性 能 研 究 [ J ] . 材 料 研 究 与 应 用,
提高了静压试验失效强度, 满足验收要求。 2011 , 5 ( 3 ): 190-193.
[ 10 ] 李海, 郑子 樵, 王 芝 秀 . 热 处 理 制 度 对 含 A g 的 7055
参考文献: 铝合金断 裂 特 征 的 影 响 [ J ] . 稀 有 金 属 材 料 与 工 程,
2005 , 34 ( 4 ): 612-616.
[ 1 ] 张永安, 熊柏青, 韦强, 等 . 喷射成形制备高性 能 铝 合
[ 11 ] 袁建宇, 逄锦程, 韩 露 .7055 铝 合 金 零 件 开 裂 原 因 与
金材料[ J ] . 机械工程材料, 2001 , 25 ( 4 ): 22-25.
预防[ J ] . 失效分析与预防, 2018 , 13 ( 2 ): 102-107.
[ 2 ] 黄伯云, 易健宏 . 现代粉末冶金材料和技术发展现状
[ 12 ] 航空工业部科学技术委员会 . 应 力 集 中 系 数 手 册
( 一)[ J ] . 上海金属, 2007 , 29 ( 3 ): 1-7.
[ M ] . 北京: 高等教育出版社, 1990.

6 6