新型快速BHR型7A75铝合金热变形本构模型研究
发布时间：2021-08-15 07:16
研究了一种新型快速时效响应7A75铝合金的热变形本构模型及其热变形过程中的微观组织演变规律。通过Gleeble-3500热模拟试验机进行了单道次热压缩实验,利用金相显微镜和透射电镜观察进行了合金的微观组织表征。结果表明,铸态7A75铝合金的平均晶粒尺寸约为165μm,均匀化处理后,基体平均晶粒尺寸约为220μm。同一变形温度下,流变应力随应变速率的增大而增大;同一应变速率下,流变应力随变形温度的增加而降低。由构建的全应变本构模型获得的流变应力预测值与实验值的相关系数为0.993,相对误差为2.85%,一致性良好。高的应变速率和低的变形温度抑制了再结晶的发生和再结晶晶粒的长大。在应变速率为0.01 s-1,变形温度为390和430℃时,通过形变诱导析出机制,析出部分尺寸为100～200 nm的第二相粒子,有效地钉扎了晶界。
【文章来源】：塑性工程学报. 2020,27(09)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【图文】：
金相显微组织
图4为应变速率为0.01 s-1时，在不同变形温度下变形后的金相组织。可以看出，在较低的变形温度(350和390℃)下，均匀化后的等轴状晶粒被压扁，冷却到室温后仍保留着变形组织，未发现再结晶组织。在350℃下，由于金属流变能力低，形成了局部流变区域。在390℃下，虽然仍以变形组织为主，但其晶粒宽度明显大于350℃下的组织。在430℃下，出现了明显的再结晶组织，说明在此温度下提供的热能与变形能的耦合已经达到发生再结晶的激活能。在460℃下，再结晶行为更明显，高的变形温度促进了再结晶后晶粒尺寸的进一步长大。图5为应变速率为10 s-1时，在不同变形温度下变形后的金相组织。可以看出，在高的应变速率下，热变形后的基体晶粒并未发生明显的再结晶。在390℃下，存在绝热剪切带。绝热剪切带一般发生于高的应变速率和低的变形温度下，材料局部区域产生应变集中，对材料的力学性能不利，热加工过程中应该避开此区域。在430℃下，基体晶粒仍然以变形晶粒为主。在460℃下，已有部分变形晶粒发生了再结晶，但再结晶晶粒尺寸细小，说明高应变速率下再结晶晶粒来不及长大。与图4低应变速率下的组织对比可以发现，高的应变速率抑制了再结晶的发生和再结晶后晶粒的长大。
7000系铝合金中的析出强化相主要为Mg Zn2。通过前期研究[15]可知，7000系铝合金的时间-温度-析出曲线(Time-Temperature-Precipitation,TTP)的鼻尖温度范围为300～450℃，在此温度范围内进行等温处理可以促进析出强化相的析出进程。同样，在此温度范围内进行热变形也可以为强化相的析出行为提供一定的析出驱动力，加速其析出过程。430℃的变形温度下，仍然存在形变诱导析出的第二相粒子，尺寸为100～200 nm，形变诱导析出的第二相粒子可以有效钉扎晶界，抑制再结晶晶粒的长大。图3 应变速率与流变应力的关系
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝合金2219-O热拉伸流变行为研究[J]. 倪军,罗益民,甘甜,于忠奇. 塑性工程学报. 2018(04)
[2]Difference in the Hot Compressive Behavior and Processing Maps between the As-cast and Homogenized Al-Zn-Mg-Cu（7075） Alloys[J]. S.Y.Park,W.J.Kim. Journal of Materials Science & Technology. 2016(07)
[3]微量Sn和In对Al-3.5%Cu合金时效行为及微观组织演变的影响[J]. 舒军,陈志国,李世晨,张纪帅,任杰克. 中国有色金属学报. 2012(09)
本文编号：3344077
【文章来源】：塑性工程学报. 2020,27(09)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【图文】：
金相显微组织
图4为应变速率为0.01 s-1时，在不同变形温度下变形后的金相组织。可以看出，在较低的变形温度(350和390℃)下，均匀化后的等轴状晶粒被压扁，冷却到室温后仍保留着变形组织，未发现再结晶组织。在350℃下，由于金属流变能力低，形成了局部流变区域。在390℃下，虽然仍以变形组织为主，但其晶粒宽度明显大于350℃下的组织。在430℃下，出现了明显的再结晶组织，说明在此温度下提供的热能与变形能的耦合已经达到发生再结晶的激活能。在460℃下，再结晶行为更明显，高的变形温度促进了再结晶后晶粒尺寸的进一步长大。图5为应变速率为10 s-1时，在不同变形温度下变形后的金相组织。可以看出，在高的应变速率下，热变形后的基体晶粒并未发生明显的再结晶。在390℃下，存在绝热剪切带。绝热剪切带一般发生于高的应变速率和低的变形温度下，材料局部区域产生应变集中，对材料的力学性能不利，热加工过程中应该避开此区域。在430℃下，基体晶粒仍然以变形晶粒为主。在460℃下，已有部分变形晶粒发生了再结晶，但再结晶晶粒尺寸细小，说明高应变速率下再结晶晶粒来不及长大。与图4低应变速率下的组织对比可以发现，高的应变速率抑制了再结晶的发生和再结晶后晶粒的长大。
7000系铝合金中的析出强化相主要为Mg Zn2。通过前期研究[15]可知，7000系铝合金的时间-温度-析出曲线(Time-Temperature-Precipitation,TTP)的鼻尖温度范围为300～450℃，在此温度范围内进行等温处理可以促进析出强化相的析出进程。同样，在此温度范围内进行热变形也可以为强化相的析出行为提供一定的析出驱动力，加速其析出过程。430℃的变形温度下，仍然存在形变诱导析出的第二相粒子，尺寸为100～200 nm，形变诱导析出的第二相粒子可以有效钉扎晶界，抑制再结晶晶粒的长大。图3 应变速率与流变应力的关系
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝合金2219-O热拉伸流变行为研究[J]. 倪军,罗益民,甘甜,于忠奇. 塑性工程学报. 2018(04)
[2]Difference in the Hot Compressive Behavior and Processing Maps between the As-cast and Homogenized Al-Zn-Mg-Cu（7075） Alloys[J]. S.Y.Park,W.J.Kim. Journal of Materials Science & Technology. 2016(07)
[3]微量Sn和In对Al-3.5%Cu合金时效行为及微观组织演变的影响[J]. 舒军,陈志国,李世晨,张纪帅,任杰克. 中国有色金属学报. 2012(09)
本文编号：3344077
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3344077.html
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