超聲振動(dòng)條件下鈦箔塑性變形特性研究.pdf

1、超聲波振動(dòng)輔助金屬塑性成形技術(shù)是在成形過(guò)程中施加超聲振動(dòng)，利用“布萊哈效應(yīng)”對(duì)金屬進(jìn)行塑性加工。該方法具有效率高、低能耗以及成形的零件質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。超聲輔助塑性成形的研究已成為科研領(lǐng)域中的重要研究方向，許多國(guó)內(nèi)外的學(xué)者已就該領(lǐng)域展開了研究，但目前對(duì)于箔材的超聲振動(dòng)塑性變形過(guò)程研究很少。
　　本文主要針對(duì)室溫時(shí)超聲振動(dòng)條件下純鈦TA1箔材（板厚0.15mm）的塑性變形特性進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)了一套用于研究大功率超聲振動(dòng)條件下塑性變形特性的

2、超聲試驗(yàn)裝置，該裝置功率為3KW，頻率為20KHz，最大振幅為60um，通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)得到了超聲振動(dòng)對(duì)鈦箔塑性變形過(guò)程的影響規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)顯微組織分析探究了超聲振動(dòng)在塑性變形過(guò)程中的影響機(jī)理。本文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：
　　（1）使用自行設(shè)計(jì)的超聲發(fā)生裝置及模具進(jìn)行室溫下的鈦箔超聲振動(dòng)輔助拉伸試驗(yàn)，改變施加超聲次數(shù)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析總結(jié)，探究得出超聲振動(dòng)對(duì)鈦箔拉伸變形過(guò)程的影響規(guī)律；（2）運(yùn)用光鏡，掃描電鏡和透射電

3、鏡等分析技術(shù)，觀測(cè)拉伸變形前后試樣的微觀形貌及內(nèi)部位錯(cuò)組織。對(duì)比分析施加不同次數(shù)的超聲振動(dòng)后材料微觀組織的變化情況，研究鈦箔塑性變形過(guò)程中超聲波的作用機(jī)制及原理；（3）通過(guò)進(jìn)行超聲振動(dòng)輔助翻孔試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)以及脹形試驗(yàn)，研究在塑性變形過(guò)程中施加超聲振動(dòng)時(shí)超聲波對(duì)變形所得構(gòu)件質(zhì)量產(chǎn)生的具體影響，從而為解決實(shí)際生產(chǎn)中存在的一些問(wèn)題提供依據(jù)。
　　研究表明：（1）施加不同次數(shù)超聲時(shí)延伸率從40.33％分別增加至41.95%、44.34%

4、、54.46%、51.75%；（2）在施加大功率超聲振動(dòng)的條件下材料的流動(dòng)應(yīng)力會(huì)出現(xiàn)先降低后又升高的現(xiàn)象，即先發(fā)生“軟化”，而后又發(fā)生“硬化”，而且隨著施加超聲振動(dòng)次數(shù)的增加，流動(dòng)應(yīng)力降低幅度越來(lái)越小；（3）在拉伸的中間過(guò)程對(duì)位錯(cuò)形貌進(jìn)行觀察，超聲條件下位錯(cuò)呈現(xiàn)平行分布的趨勢(shì)且無(wú)大量纏結(jié)出現(xiàn)，而未施加超聲拉伸的試樣中位錯(cuò)的分布則顯得雜亂無(wú)章且纏結(jié)嚴(yán)重；（4）在施加不同時(shí)間超聲振動(dòng)的試驗(yàn)中，彎曲件的回彈角從未施加超聲時(shí)的55°分別減小至5