DEFORM-3D 铝合金拔长变形时应变的测量及其分布研究(2)
2.5 模拟结果与处理分析 16
2.5.1 应变场分布云图 16
2.5.2 压应变数据分析 17
3 拔长工艺的实验验证 21
3.1 实验设备介绍 21
3.2 拔长实验方案及操作过程 25
3.2.1 嵌入螺柱法实验方案 25
3.2.2 比容差法实验验证 29
4 结 论 39
致 谢 40
参考文献 41
1 绪论
1.1 铝合金简介
1.1.1铝合金概述
铝合金是工业生产中应用较为广泛的一种金属结构材料，在航天、航空、机械制造、汽车、船舶及化学工业领域中已经大量应用[1]。随着近年来工业和科学飞速发展，铝合金材料构件的需求每天都在增加，使对于铝合金的焊接性的科学研究也随之加增加[1]。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术 的发展，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。
经过长期的生产和科学实研究，人们凭借运用热处理和加入合金元素的方法来强化铝，这就得到了很多种类铝合金。铝合金添加一定元素形成厚能在保持纯铝和质量轻，还具有较高的强度，σb 值分别可达 24～60kgf/mm2。这样使得其“比强度”比其它合金钢都要高。所以铝合金成为理想的结构材料，较为广泛地用于运输机械、机械制造、动力机械及航空工业等方面。飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造，目的是为了可以减轻自重。铝合金虽然密度低，但是强度较高，接近优质钢，塑性较好，可以加工成各种型材。铝合金具有优良的导热性、导电性和抗蚀性，工业上使用量仅次于钢。一些铝合金可以采用热处理的方法来获得良好的物理性能，机械性能和抗腐蚀性能。
1.1.2铝合金的牌号和分类[2]
（1）防锈铝合金：
5A02、5A03、5A05、5B05、5A06、5A12、5B06、5A13、5A33、5A43、3A21、5083
LF2、 LF3、 LF5、 LF10、LF6、 LF12、LF14、LF13、LF33、LF43、LF21、LF5-1
主加元素为Mg或Mn，形成Al-Mn或Al-Mg
Mg：是降低密度和固溶强化，对耐蚀性能的影响比较小；
Mn：提高合金的抗腐蚀能力和固溶强化。
该类合金为单相固溶体，具有较好的冷变形能力和焊接性能以及较强的抗腐蚀能力，不能进行时效强化，但可形变强化。
5A05: 5%Mg、0.3～0.6%Mn: 270MPa、18%（退火态）
3A21: 1.0～1.6%Mn: 170MPa、23% （退火态）
（2）硬铝合金
2A01、2A02、2A04、2B11、2B12、2A10、2A11、2A12、2A06、2A16、2A17
LY1、 LY2、 LY4、 LY8、 LY9、 LY10、LY11、LY12、LY6、 LY16、LY17
Al-Cu合金中再加合金元素Mg或Mn形成的Al-Cu-Mg和Al-Cu-Mn系铝合金。
Al-Cu-Mg系硬铝称为普通硬铝
Al-Cu-Mn系硬铝称为耐热硬铝
硬铝可通过热处理（固溶＋时效）强化，也可形变强化。
硬铝存在两点不足，一是抗蚀性差，二是硬铝的固溶处理温度范围窄。如2A12（ LY12 ）为495～503℃。低于该温度时固溶体的过饱和度不足，影响时效效果；高于该温度时，又易产生晶界熔化。
2A12： 0.4~0.8%Mn、 1.2~1.8%Mg、3.8~4.9%Cu、：480MPa、10%（固溶+时效）
2A12 航空器蒙皮、翼梁、翼肋、铆钉、隔框等，交通运输与建筑工具结构件
2A14 形状复杂的自由锻件与模锻件
2A16 250~300℃的航天航空器零件，室温及高温工作的焊接容器与气密座舱
2A17 225~250℃的航空器零件
2A50 形状复杂的中等强度零件