论文部分内容阅读
7085铝合金是新一代超高强铝合金,由于比强度高、良好的断裂与腐蚀性能应用于制备航空航天大型整体锻件。目前,对于7085铝合金本构方程,变形与固溶再结晶行为以及多向锻造工艺条件对组织性能的影响规律尚缺乏研究,制约了7085铝合金锻件组织与性能的精确调控。本文采用等温热压缩实验,研究了均匀化炉冷态7085铝合金的热变形行为,建立了均匀化炉冷态7085铝合金的本构方程；利用金相显微镜与透射电镜等观察手段,研究了7085铝合金变形态与固溶时效态显微组织演变行为,建立了形变-固溶再结晶图。结合多向锻造实验、有限元模拟仿真分析和力学性能测试,揭示了7085铝合金锻件多向锻造条件对形变再结晶组织和性能的影响规律。(1)研究了均匀化炉冷态7085铝合金等温热压缩流变应力的变化规律,建立了热变形本构方程。结果表明：在变形温度为350～450℃、变形速率为0.001～0.1s-1和应变量为0～0.6条件下,该合金流变应力在变形初期随着应变的增加而迅速增大,出现峰值后逐渐软化进入稳态流变；随着变形温度的升高和应变速率的降低,峰值流变应力降低。采用包含Zener-Hollomon参数的Arrhenius双曲正弦关系描述合金的流变行为。分析和建立了应变量与本构方程参数(激活能、应力指数和结构因子)的关系,研究发现本构方程参数随应变量的增加而减少。合金在不同热变形条件下的流变软化行为与合金动态回复和第二相粒子固溶相关。(2)研究等温热压缩变形温度、变形速率对7085铝合金变形态和固溶时效态显微组织的影响规律,揭示了热变形条件对显微组织、再结晶和性能的影响规律,建立7085铝合金形变-固溶再结晶图,确定以回复占主导因素的变形温度和应变速率的范围,为抑制7085铝合金再结晶、提高材料综合性能提供基础。(3)在建立本构方程和再结晶图的基础上,结合实验和有限元模拟仿真,确定了锻造温度对7085铝合金多向自由锻件组织和性能的影响。利用DEFORM-3D软件模拟7085铝合金多向自由锻件锻造过程,分析了锻件多向锻造过程中温度场、等效应变、损伤值的变化规律,揭示了7085铝合金锻件多向锻造温度对形变-固溶再结晶组织和性能的影响规律,确定最佳锻造温度条件。