C919铝合金热变形力学行为及加工图研究

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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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