喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金热变形及时效析出行为研究

摘要

本文通过等温压缩喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金，对合金变形行为和变形能力进行了系统研究，着重分析了变形温度、应变速率和变形量对合金流变应力的影响，建立了合金本构方程。利用金相显微镜和扫描电镜分析，研究了喷射成形合金变形过程中组织演变特性，揭示其变形机制，为喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金的致密化提供工艺参数和理论支持。进一步对挤压管材进行热处理，测定其室温力学性能，从而得到最佳的热处理工艺。
　　喷射成形和铸态Al-Zn-Mg-Cu合金热压缩实验结果表明，在实验条件内，沉积态和铸态合金真应力-真应变曲线变化趋势相同，都出现加工硬化与流变软化平衡的阶段；相比铸态合金，在相同条件下，沉积态合金具有较低的峰值应力，这说明喷射成形合金的变形能力高于铸态合金；喷射成形合金在压缩过程中，随着应变速率的降低或温度升高，流变应力值降低；但温度和应变速率的上升，导致试样宏观开裂倾向增加；研究发现沉积态合金在420℃，应变速率0.01s-1，合金具有较好的变形能力。真应变曲线稳态数据分析表明，采用双曲正弦函数建立的本构方程适合沉积态合金。
　　对不同变形处理的沉积态合金微观组织进行观察，结果表明当温度较低时，压缩过程中合金的变形主要以动态回复为主，随着温度的升高，压缩过程中合金的变形主要以动态再结晶为主，且再结晶程度随变形温度升高、应变速率下降和变形量增加而增加。将热压缩分析的结果用DEFORM分析软件模拟，分析沉积坯锭在致密化过程中温度和应力场分布，得到沉积态合金致密化工艺为：变形温度420±5℃，保温时间6h，锻造速率0.3-0.4mm/s。沉积锭经致密化后，合金中的缺陷完全弥合，粗大第二相被打碎，沿挤压方向均匀分布于基体中。
　　致密化后合金进行管材挤压，并对管材进行固溶和时效处理，确定了管材最佳的热处理工艺：采用双级固溶制度，470℃保温1小时+485℃保温1小时，120℃时效14小时。

目录

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu 合金热变形及时效析出行为研究

STUDY ON HOT DEFORMATION AND AGEINGPRECIPITATION BEHAVIOR OF THE SPRAYDEPOSITED Al-Zn-Mg-Cu ALLOY

摘要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 引言

1.2 超高强铝合金研究现状

1.3 超高强铝合金的组织及硬化机理

1.4 材料高温塑性变形行为研究

1.5 超高强铝合金的强韧化方法

1.6 本文选题意义和研究内容

第2章 材料及其试验方法

2.1 实验材料

2.2 材料制备

2.3 材料的组织性能测试

第3章 喷射成形高强铝合金热变形行为

3.1 引言

3.2 超高强铝合金真应力-真应变曲线

3.3 沉积态合金热变形激活能与本构方程

3.4 热变形过程中组织变化

3.5 本章小结

第4章 喷射成形超高强铝合金锻造致密化与挤压成形

4.1 引言

4.2 Deform 致密化过程模拟

4.3 沉积锭锻造

4.4 沉积锭锻造及组织变化

4.5 锻态合金热变形行为

4.6 管材挤压

4.7 本章小结

第5章 喷射成形超高强铝合金管材热处理

5.1 引言

5.2 单级固溶

5.3 双级固溶及时效硬化曲线

5.4 本章小结

结论

参考文献

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致 谢