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本论文研究了大飞机2024铝合金厚板均匀化处理、热处理制度、预拉伸处理对组织与性能的影响及2024铝合金厚板热轧过程温度场、应力场有限元模拟。主要实验方法：室温拉伸性能测试、硬度测试、金相组织观察、透射电镜观察(TEM)、扫描电镜观察(SEM)和DSC测试、热模拟、ABAQUS有限元模拟。分析得到结论如下：(1)铸态2024铝合金厚板存在严重的元素偏析现象,主要元素偏析程度由大到小依次为：Cu、 Mg、 Mn。晶界处有大量非平衡相Al2Cu相与Al2CuMg相。(2)结合均匀化动力学曲线和实验得到2024铝合金厚板适宜均匀化制度为495℃/24h,用此工艺处理后,铸锭中非平衡相溶解,合金元素分布趋于均匀。(3)热处理制度极大的影响2024铝合金厚板性能与组织,其主要强化相为S’相和θ’相。采用固溶制度：490℃/80min、时效制度：185℃/12h,可获得最佳力学性能,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为428MPa、325MPa和16%。(4)对2024铝合金厚板进行预拉伸量分别为：1%、1.5%,2%、2.5%、3%的预拉伸处理,合金自然时效峰值时效时间延长。(5)预拉伸处理及未预拉伸处理合金自然时效时组织均为：欠时效阶段合金中的析出相为GP区及T相；峰时效阶段,GP区转变为短棒状的S”相,合金中的析出相为S”相及T相,使合金具有最高强硬度；过时效阶段,S”相及T相粒子粗化,并且T相粒子回溶。(6)自然时效状态下,预拉伸2%处理后的合金强塑性高,这是因为形变强化使合金的6b相对较高,GP区强化使合金的σ0.2相对较低,则预变形2%合金的屈强比(σ0.2/σb)比较低。(7)2024铝合金为正应变速率敏感材料。当应变速率相同时,其真应力随着变形温度的增大而减小；当变形温度相同时,其真应力随着应变速率的增大而增大。高温压缩变形时,2024铝合金应变速率与变形温度对流变应力影响强烈,用双曲正弦形式Arrhenius关系表述其流变应力行为,得到2024铝合金的材料常数：A=0.01611s-1、 n=4.23742、 Q=144.67KJ/mol、 a=0.0145Mpa-1。(8)结合热模拟所得材料常数,对2024铝合金厚板热轧过程进行有限元模拟,得到结论：轧制过程中,合金表面温度变化剧烈,内部温度不断升高；沿轧制方向,等效应力值接触变形区较未咬入区及轧后区都高；沿厚度方向,内部应力值比外部大,合金内部存在拉伸效应。