温度对多次变形铝合金力学性能及微观组织的影响
发布时间:2013-05-22 05:32
作者:互联网
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超高
强度铝合金是航空航天和其他工业部门的关键结构材料之一。一般将屈服强度超过l380MPa(200ksi)的
结构钢称为超高强度
钢(Ultrahighstrength
steels)。以其比强度为
标准,相当于
铝合金的屈服强度为495.3MPa。因此,目前可将屈服强度500MPa以上的铝合
金称为超高强度铝合金。已有工业铝合金中符合此标准的大部分为7XXX系的合金。但随着
工件尺寸的增大,以及工件形状等因素的影响,现有的成形设备无法对铝合金进行一次成形,于是,多次成形技术应运而生。在多次成形中间加
热过程中,
金属内部的组织与性能将发生明显的变化,从而在随后的变形中表现出不同的力学
行为。这种力学行为的变化通常表现为流变
应力的下降,即变形材料发生软化现象。这种软化现象通常是亚动态
再结晶、静态再结晶及静态
回复共同作用的结果,对变形材料的性能具有直接的影响,是
工艺控制中必须考虑的问题。但是,多次成形对铝合金组织和性能的影响的研究还很不充分。因此,研究多次成形工艺参数对铝合金的组织和性能的影响是十分必要的。本文研究在不同的变形温度下,变形次数对7XXX铝合金组织和性能的影响,为7XXX铝合金多次成形提供参考和
借鉴。实验所用材料取自某轻合金有限
责任公司生产的Φ190mm的7XXX铝合金挤压棒,状态为H112。合金的化学成分为(质量分数,%):6.15Zn,2.63Mg,1.60Cu,0.07Si,0.22Fe,0.24Mn,0.13Cr,<0.05Ni,<0.05Ti,余量为Al。利用THP61-630
液压机对7XXX铝合金进行平面压缩变形以研究变形次数对材料性能的影响。加热温度分别为320、360、400、440和480℃,保温1h,道次间保温30min,所有试样的最终变形量均为75%。变形工艺如下:一次成形:68mm→17mm(变形量75%)二次成形:68mm→34mm→17mm(变形量50%)三次成形:68mm→43mm→27mm→17mm(变形量37%)四次成形:68mm→48mm→34mm→24mm→17mm(变形量29.3%)然后进行T6
热处理。本实验采用的热处理工艺:(a)
固溶温度为470℃,保温45min,然后水冷;(b)
时效温度为130℃,保温16h,最后空冷。较低温度(320℃)时,随着变形次数的增加,晶粒渐渐长大,合金强度和
硬度降低。较高温度(480℃)时,随着变形次数的增加,纤维组织拉长方向与压缩方向的夹角逐渐增大,合金的强度、硬度提高。本实验中7XXX铝合金的最佳成形工艺为在480℃进行4次成形,经过T6(470℃×45min+130℃×16h)的固溶时效处理后,其力学性能可达到:σ0.2=532.5MPa,σb=590.9MPa。(榕霖)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。