论文部分内容阅读
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(-10,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0.30.4mm/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。