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蠕变时效成形技术是为成形整体壁板零件而发展起来的新技术,即利用金属的蠕变特性,将成形与时效强化成性同步进行的一种成形方法。本文对新型高强2524铝合金整体壁板构件蠕变时效成形成性行为进行了系统研究,探讨了工艺参数对蠕变时效过程中构件的回弹行为、性能以及微观组织的影响规律,取得了如下成果:(1)针对两类通用的回弹率描述方法:半径法和挠度法,开展了两类通用回弹率描述方法的回归模型与实验结果的对比分析研究,结果表明:半径法建立的回弹率预测模型与实验值相符更好,更适合描述单曲率构件蠕变时效成形的回弹行为。(2)系统研究了工艺参数对单曲率构件蠕变时效成形回弹行为影响规律的实验研究,分析结果表明:影响成形效果(回弹率)的工艺参数依次为:时效温度T>时效时间t>构件厚度H>预变形半径R0。分别探讨了工艺参数与回弹率的相关性,回弹率随预变形半径R0呈线性递增趋势;回弹率与时效时间t的自然对数存在线性关系;构件厚度H与回弹率呈指数递减趋势;回弹率与时效温度T的指数存在线性关系。在此基础上建立了综合考虑工艺参数对构件回弹影响规律的回归模型,模型预测值与实验值最大相对误差不超过9.89%。(3)开展了应力梯度对构件回弹率的影响规律研究,结果表明:保持径厚比R0/H(最大弯曲应力)不变,在时效温度、时效时间相同情况下,回弹率随着厚度增大而增加,说明构件的回弹不仅与构件材料内的应力水平大小有关还与应力梯度相关,从实验研究的角度说明了在时效温度、时效时间一定时,回弹率不只与径厚比R0/H有关还构件厚度与预变形半径的取值相关。(4)开展了单、双曲率构件蠕变时效成形回弹率的对比分析研究,发现在时效温度、时效时间、构件厚度相同情况下,对预变形方式为双曲率的构件进行时效成形实验研究,轧制方向的回弹率比预变形方式为单曲率要小,相同的预变形半径条件下平均小11.5%。(5)对不同工艺参数下时效成形构件的力学性能进行了测试分析。随着时效时间增加,强度和硬度上升,延伸率下降,如在160°C下,时效时间从0增加到8小时,抗拉、屈服强度和硬度分别从423.7、265.3MPa和128.5HV升高到479.7、348.9和143.1HV,延伸率从17.8降到12.3;进入过时效状态(13小时)后性能呈下降趋势。适当提高时效温度会加快时效进程,缩短峰值时间,但会影响时效效果。(6)对不同蠕变时效条件下构件拉、压侧力学性能测试以及析出相电镜观测表明:处于相同应力水平下受压侧的抗拉强度、屈服强度和维氏硬度大于受拉侧,延伸率变化则相反;2524铝合金主要强化相为S’,其为细条状;压应力比拉应力更能促进析出相时效析出。