欠時效對7075鋁合金組織性能及熱變形行為的影響研究.pdf

1、7075鋁合金屬于可時效強化型Al-Zn-Mg-Cu系超高強度鋁合金，其優(yōu)異的室溫強度和良好的綜合性能，使其在航空，軍事，汽車，電子等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文利用熱處理爐、熱模擬試驗機、SEM、EDS等設(shè)備，研究了固溶時間和單級時效對7075鋁合金組織及性能的影響，確定了適合用來熱變形的欠時效工藝。通過對欠時效態(tài)7075合金進行熱模擬試驗，建立了7075鋁合金在欠時效狀態(tài)下的流變應(yīng)力本構(gòu)方程和熱加工圖，并分析了變形組織，結(jié)果表明：

2、r>　　(1)在470℃下隨固溶時間的延長，合金中的大部分第二相已經(jīng)溶于基體中，固溶時間為2h時固溶較完全，適宜的固溶工藝為470℃×2h。
　　(2)隨著單級時效的時間延長和溫度升高，在不同時效工藝下均存在強度峰值，當(dāng)時效的溫度高于120℃或時效時間大于24h時，合金的抗拉強度和屈服強度均呈現(xiàn)不同程度的下降。當(dāng)時效制度為120℃×24h時，合金的抗拉強度、屈服強度和硬度分別為：642.61MPa、549.2MPa和207HV，此

3、時延伸率為10.36％。
　　(3)對比105℃、120℃、135℃三種溫度的欠時效階段，120℃時效在同樣的時效時間時，強度和塑性均優(yōu)于其他兩個溫度，其中120℃×16h的欠時效態(tài)7075鋁合金在抗拉強度大于620MPa時，能夠保有11%以上的延伸率，作為后續(xù)熱變形試驗的研究具有一定參考價值。
　　(4)在120℃×16h欠時效態(tài)7075鋁合金的熱壓縮試驗中，變形初期真應(yīng)力隨著真應(yīng)變的增加而迅速增加至峰值，在隨后的變形中真

4、應(yīng)力會不斷下降至趨于穩(wěn)態(tài)。合金的熱變形過程中，真應(yīng)力隨應(yīng)變速率的提高而變大，隨變形溫度的升高而變小。在相同的應(yīng)變速率下，隨著溫度升高，不斷驅(qū)動再結(jié)晶晶粒形核和長大，在相同的的變形溫度下，較低的應(yīng)變速率，會使晶間滑移和位錯的運動有更充分的時間進行，故高的變形溫度和低的應(yīng)變速率有利于動態(tài)再結(jié)晶的進行。
　　(5)合金的應(yīng)力因子α=0.0091MPa-1，變形激活能Q=230.805kJ/mol，應(yīng)力指數(shù)n=5.926，結(jié)構(gòu)因子A=4.

5、84×1017s-1，將這些材料參數(shù)帶入可得到用Arrhenius雙曲正弦函數(shù)表示的流變應(yīng)力方程和用Z參數(shù)表示的材料流變應(yīng)力本構(gòu)方程。
　　(6)合金的熱變形流變失穩(wěn)區(qū)主要集中在高應(yīng)變速率低溫區(qū)域和高應(yīng)變速率高溫區(qū)域，高應(yīng)變速率高溫區(qū)域的流變失穩(wěn)面積隨著真應(yīng)變的增大而變大，失穩(wěn)區(qū)組織不均勻且存在變形缺陷。該合金的適宜變形條件為：變形溫度400℃~450℃，應(yīng)變速率0.01s-1~0.001s-1，采用多道次+小應(yīng)變量的加工方式進行