C919铝合金热变形力学行为及加工图研究

摘要

铝储量丰富，铝合金轻量化的特性，使它在工业上占有越来越重要的地位，与其他材料相比极具竞争力。C919铝合金属于Al-Zn-Mg系热处理可强化变形高强铝合金。具有密度低、强度高、热加工性能好等优点，是航空航天领域的主要结构材料。作为承力结构件在航空、航天、船舶、民用等领域得到开发应用。
　　本文采用C919铝合金铸态试样进行不同温度和保温时间的固溶处理，通过对显微组织分析，确定材料的最佳均匀化热处理工艺。之后利用GLEEBLE-1500热模拟实验机，在应变速率为0.001s-1～1s-1，变形温度为350℃～470℃范围内，进行热压缩试验，分析了变形温度、应变速率对流变应力及微观组织的影响规律，建立了C919合金热变形本构模型；基于动态材料模型加工图理论，绘制了不同应变量下的加工图。主要研究结果如下：
　　（1）固溶温度的升高或保温时间的延长，合金组织中的非平衡相逐渐溶解,第二相回溶到基体中。C919铝合金适宜的均匀化制度为460℃，保温16h。
　　（2）C919合金的流变应力-应变曲线主要以动态回复和动态再结晶软化机制为特征，在一定应变速率下，温度越高越容易发生动态再结晶；一定温度条件下变形，低应变速率有利于发生动态再结晶；峰值应力随变形温度的升高或应变速率的降低而减小。
　　（3）C919合金热压缩流变行为可用双曲正弦函数修正的Arrhenius关系和温度补偿变形速率因子z参数描述，表明其高温塑性变形受热激活控制。材料的四个特征参数为：应力指数n=4.73，应力因子α=0.02MPa-1，结构因子A=1.09×106S-1，变形激活能Q=157.125kJ/mol。
　　（4）通过比较不同应变量的热加工图，其优化的热加工艺范围为变形温度350℃～400℃，应变速率为0.001s-1～0.01s-1，有利于C919铝合金的成形。

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第一章 绪 论

1.1 前言

1.2 高强度铝合金研究概况

1.3 高强铝合金的合金化

1.4 微观组织结构

1.5 高强铝合金的发展前景

1.6 铸锭均匀化处理

1.7 金属材料本构方程研究

1.8 金属材料热加工图研究现状

1.9 本课题研究的目的、意义、内容

第二章 实验方法及内容

2.1 实验材料

2.2 实验仪器和设备

2.3 固溶实验

2.4 热模拟实验

2.5 组织观察

第三章 C919均匀化参数的确定

3.1 温度对固溶的影响

3.2 保温时间对固溶的影响

3.3 小结

第四章 C919合金热变形力学行为及微观组织演化研究

4.1 C919铝合金热变形真应力-真应变曲线特征

4.2 高温塑性变形微观组织分析

4.3 小结

第五章 热压缩流变力学行为的数学本构模型

5.1 Arrhenius模型关系建立

5.2 高温塑性变形材料本构常数的求解

5.3 本构方程的验证

5.4 小结

第六章 C919铝合金挤压棒热加工图研究

6.1 C919铝合金塑形加工图的建立

6.3 所示。最后，将两图叠加，即得到 C919 铝合金材料在?=0.6 时的热加工图，如图6.4所示。

6.2 铝合金塑性加工图的分析

6.3 小结

第七章 结论

参考文献

硕士期间已发表的学术论文

致谢