【摘 要】
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商用7075铝合金T6板材强度高、塑性差、回弹显著,难以在室温条件下成形复杂型面零件。铝合金低温形变热处理工艺通过“固溶淬火—自然时效—冷变形—人工时效”流程,使其在室
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商用7075铝合金T6板材强度高、塑性差、回弹显著,难以在室温条件下成形复杂型面零件。铝合金低温形变热处理工艺通过“固溶淬火—自然时效—冷变形—人工时效”流程,使其在室温条件下成形复杂板壳构件成为可能。但是在塑性成形过程中会出现锯齿形屈服行为(Serrated Yielding,即PLC效应),影响板件表面质量和成形稳定性。本文以7075铝合金T6板材为研究对象,综合考虑低温形变热处理工艺板材成形性能以及PLC效应的影响,依据具体工况需求获取了两种工艺参数。研究表明,7075铝合金板材固溶处理参数为TS=480℃且tS=0.5h时,板材Agt不小于21.5%,较原材提高90%;σs低于180MPa,较原材降低60%,板材具有最佳的成形性能。对于自然时效参数的确定可根据不同的生产需求选择,对于非表面零件等对表面质量要求不高的零件,可选择自然时效(tNA≤3h)进行加工成形;对于表面质量要求高的零件,可选择自然时效(tNA≥48h)进行加工成形。而后经人工时效处理(TA=120℃且tAA=12h),板材力学性能可恢复至原材初始状态。通过金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和透射电镜(TEM)等手段,对7075铝合金板材热处理后组织演变进行分析。7075铝合金T6板材为细小排列紧密的等轴晶,组织中存在大量的强化相。经固溶水淬+自然时效后晶粒明显长大,大量强化相溶入基体中,断裂形式由脆性断裂转变为韧性断裂。经人工时效处理后,板材晶粒尺寸恢复至7075铝合金T6态水平。随自然时效延长,PLC效应的临界应变逐渐后移;平均应力跌幅、再加载时间和跌落时间均随自然时效时间的延长而增大;板面表面波纹度的算术平均偏差、轮廓总高度均呈幂指函数规律下降,拉伸试样表面质量大幅提高。PLC效应导致板材试样发生塑性失稳,产生锯齿形交变应力,导致材料产生了类似疲劳断裂的特征。根据PLC带变化形态,可分为无传播性质的带静态行为和具有明显传播特性的带动态行为两种类型。对于PLC变形带的带静态行为,变形带作用位置随机,产生周期短,对试件表面质量的影响最大;带动态行为,变形带传播引发板材表面质点产生连续、均匀的厚向位移,对表面质量影响小。
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