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Zn-Cu-Ti合金是一种典型的变形锌合金,具有较高的强度、良好的塑性、优良的抗蠕变性能。目前,主要应用在五金、日常装饰、建筑材料及汽车零部件等领域。因其原材料成本低廉,生产工艺流程短,力学性能与黄铜类似,密度约为铜的4/5,因此被认为是优良的铜合金替代材料。本文采用熔铸法制备Cu、Ti元素含量不同的Zn-Cu-Ti合金,探讨形变和热处理工艺参数及Cu、Ti元素含量对Zn-Cu-Ti合金组织和性能的影响。采用Gleeble-1500热模拟试验机对Zn-2.1Cu-0.06Ti合金进行热压缩变形试验,研究Zn-2.1Cu-0.06Ti合金的热变形行为,采用双曲正弦本构关系建立合金流变应力本构方程;采用单参数法确定Zn-2.1Cu-0.06Ti合金在热变形过程中的初始动态再结晶条件,建立临界应变与参数Z之间的关系;根据动态材料模型(DMM)加工图理论绘制Zn-2.1Cu-0.06Ti合金的热加工图,探讨最佳热加工工艺参数;观察Zn-2.1Cu-0.06Ti合金在热变形过程中组织的变化,为Zn-Cu-Ti合金的实际热加工过程提供理论指导。主要结论如下:1.对Zn-2.1Cu-0.06Ti合金进行冷变形,随着变形量的增加,Zn-2.1Cu-0.06Ti合金的显微硬度呈现先上升后下降的趋势。合金的显微硬度由变形量为0时的55HV,上升到变形量为70%时的82HV,下降到变形量为90%时的76HV。2.对Zn-Cu-Ti合金进行不同温度和不同时间的退火,其显微硬度均是在退火初期缓慢上升,待达到较高值以后,随着温度升高或保温时间的延长呈现缓慢下降的趋势。3. Cu、Ti元素对Zn-Cu-Ti合金显微硬度、抗拉强度和伸长率有重要影响。在一定含量范围内,Cu元素含量越高,Zn-Cu-Ti合金的显微硬度和抗拉强度越高; Ti元素含量越高,Zn-Cu-Ti合金的塑性越好。但Ti元素含量高时,易引起偏析。4. Zn-2.1Cu-0.06Ti合金的峰值流变应力随着变形温度的升高而降低,随应变速率的升高而升高,变形速率和变形温度对Zn-2.1Cu-0.06Ti合金峰值流变应力的影响较大。计算了Zn-2.1Cu-0.06Ti合金的热激活能为128.22KJ/mol,建立了热变形时的流变应力模型:ε=35.18[sinh(0.0072σ)]10.6969exp[-128220/(8.314T)]5.采用单参数法得出了Zn-2.1Cu-0.06Ti合金热变形过程中初始动态再结晶临界条件,得出了应变速率为0.01s-1、变形温度为150~300℃时临界应变与参数Z之间的关系为:lnεc=0.04ln Z-4.81。6.在热加工过程中,当变形量为0.1和0.2时,Zn-2.1Cu-0.06Ti合金压缩变形时安全区较大,主要是高应变速率区和中温低应变速率区。当变形量为0.3~0.6时,Zn-2.1Cu-0.06Ti合金压缩变形时主要存在两个安全区:变形温度为150~240℃、变形速率为1.67~10s-1区域,变形温度为250~300℃、变形速率为0.01~0.28s-1区域。