7B50铝合金的均匀化与热模拟研究

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7B50合金属于Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金,此合金具有高的比强度,高的韧性,优异的淬透性和良好的热加工性等综合性能,因而被广泛应用于交通运输、航空航天和其它工业部门。目前,我国对7xxx高强铝合金的研究尚处于起步阶段,在合金的高温变形性能、型材加工及应用等方面尚需开展大量工作,为此,本文研究了7B50铝合金的均匀化处理,热压缩变形的流变应力行为和组织演变,为该系合金的成分设计、热加工工艺和热处理制度的制定以及合金的工业应用提供了依据。采用OM、SEM、DSC、口能谱分析技术,研究了不同均匀化处理温度和时间对7B50铝合金组织的影响。结果表明:7B50合金中主要的物相为α(A1)、η(MgZn2)与S(A12CuMg),铸态组织中存在枝晶偏析,合金中各元素在晶内和晶界分布不均匀。随均匀化温度的升高或均匀化时间的延长,铸锭中的非平衡低熔点共晶相逐渐溶解,元素分布趋于均匀。根据实验结果与扩散方程,建立了该合金的均匀化动力学方程,并分析计算出适宜的均匀化制度,这一结果与实验研究优化出的470℃/24h均匀化处理制度基本符合。采用热压缩模拟实验研究了7B50铝合金在热变形过程中的流变应力行为,并利用OM、SEM和TEM分析技术研究了合金在热压缩变形过程中的组织演变。发现该合金在高温压缩变形时的流变应力随应变速率的增大而增大,随变形温度的升高而减小,1n[sinh(ασ)]与lnε以及1n[sinh(ασ]与1/T之间满足线性关系。合金的流变应力本构方程为ε=1.282×109[sinh(0.0101σ)]4.9145exp(-134157/RT).根据热压缩变形的加工图分析,7B50铝合金在高应变速率、中高温区域变形时,易发生流变失稳;合金适宜的变形温度为400-440℃、应变速率为0.01-0.001s-1。
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