7A85铝合金高温热压缩流变行为和显微组织演变

发布时间：2017-08-08 19:25

  本文关键词：7A85铝合金高温热压缩流变行为和显微组织演变

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【摘要】：7A85铝合金是我国自主研发的新型超高强铝合金。7A85铝合金密度小、强度高、热加工性能好、焊接性能优良,而且具有较好的耐腐蚀性和较高的韧性,广泛应用于航空和航天中的受力结构件。本文通过铸态和挤压态7A85铝合金的单向等温热压缩实验,研究了合金在变形温度为300℃、350℃、400℃、450℃,应变速率为0.01s-1、0.1s-1、1s-1、10s-1时的高温流变行为和显微组织演变。采用线性回归方法获得7A85铝合金高温条件下流变应力本构方程,利用光学显微镜、透射电镜分析了合金变形后的微观组织演变。主要研究成果如下:(1)7A85铝合金在单向等温热压缩过程中具有稳态流变特征和动态软化趋势。流变应力在变形初期迅速升至峰值,随后由于动态回复和动态再结晶有所降低,最后趋于稳态。随着变形温度的升高和应变速率的降低,合金的峰值应力和峰值应变均逐渐减小。由于纤维强化、GP区和η’相强化,挤压态7A85铝合金热压缩时的流变应力较大。(2)在热压缩过程中,流变应力与应变速率、变形温度之间的关系可用Zener-Hollomon参数描述,计算得到铸态和挤压态7A85铝合金的热变形激活能分别为253.68k J/mol和229.656k J/mol。(3)当变形温度较低、应变速率较高时,7A85铝合金热变形时以动态回复为主。随着变形温度升高、应变速率降低,动态软化以动态再结晶为主。即随着lnZ的减小,动态软化机制由动态回复变为动态再结晶。(4)不同变形条件下,合金中的晶粒的形状和尺寸、位错密度、析出相数量和分布有很大差异。随着lnZ降低,晶粒沿径向拉长,亚晶长大,位错密度降低,析出相数量减少,再结晶晶粒长大。(5)在相同变形条件下,铸态7A85由于粒子激发形核(PSN)易于发生动态再结晶,而挤压态7A85铝合金在热压缩时析出相数量较多、尺寸较大,抑制了动态再结晶的发生,较难发生动态再结晶。
【关键词】：7A85铝合金 热压缩 本构方程 显微组织演变 动态再结晶
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.21
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-26
• 1.1 7xxx系超高强铝合金概述12-14
• 1.1.1 7xxx系超高强铝合金的特点12
• 1.1.2 7xxx系超高强铝合金的应用12-14
• 1.2 国内外 7xxx系超高强度铝合金的发展概况14-17
• 1.2.1 国外 7xxx系超高强铝合金的发展14-16
• 1.2.2 国内 7xxx系超高强铝合金的发展16-17
• 1.3 7xxx超高强铝合金的合金化机理17-19
• 1.3.1 主合金元素Zn、Mg、Cu17
• 1.3.2 微量元素Zr、Sc、Mn、Cr、Li、Ni、Ti、B17-18
• 1.3.3 杂质元素Fe、Si18
• 1.3.4 稀土元素18-19
• 1.4 金属热变形理论研究19-24
• 1.4.1 热变形过程的热模拟技术19-20
• 1.4.2 流变应力行为20-22
• 1.4.3 热变形过程中的回复与再结晶22-24
• 1.5 研究目的、意义和主要内容24-26
• 第2章 实验材料及研究方法26-30
• 2.1 实验材料26
• 2.2 压缩试样制备26-27
• 2.3 高温热变形实验27-28
• 2.4 显微组织观察与分析28-30
• 2.4.1 光学显微镜观察（OM）28
• 2.4.2 透射电子显微镜观察（TEM）28-30
• 第3章 7A85铝合金热压缩流变行为30-46
• 3.1 铸态和挤压态 7A85铝合金热变形真应力-真应变曲线30-32
• 3.2 变形条件对流变行为的影响32-36
• 3.2.1 变形温度对流变应力和真应变的影响33-34
• 3.2.2 应变速率对流变应力和真应变的影响34-35
• 3.2.3 原始组织对流变应力和真应变的影响35-36
• 3.3 流变应力本构方程36-42
• 3.3.1 铸态 7A85铝合金热压缩流变应力本构方程38-40
• 3.3.2 挤压态 7A85铝合金热压缩流变应力本构方程40-42
• 3.4 激活能Q的比较42-43
• 3.5 7A85铝合金热变形的物理本质43-44
• 3.6 本章小结44-46
• 第4章 7A85铝合金热压缩显微组织及软化行为研究46-66
• 4.1 铸态和挤压态 7A85铝合金均匀化后的组织46-47
• 4.2 7A85铝合金热压缩不均匀性47-51
• 4.2.1 7A85铝合金热压缩变形试样微观组织47-50
• 4.2.2 7A85铝合金热压缩试样变形不均匀机理50-51
• 4.3 铸态 7A85铝合金高温热变形显微组织分析51-59
• 4.3.1 变形温度对显微组织的影响52-53
• 4.3.2 应变速率对显微组织的影响53-55
• 4.3.3 lnZ对显微组织的影响55-59
• 4.4 挤压态 7A85铝合金高温热变形显微组织分析59-61
• 4.5 析出相对 7A85铝合金热变形真应力和显微组织的影响61-64
• 4.5.1 析出相对 7A85铝合金热变形真应力的影响62-63
• 4.5.2 析出相对 7A85铝合金热变形动态再结晶的影响63-64
• 4.6 本章小结64-66
• 结论66-68
• 参考文献68-74
• 致谢74-75
• 附录A（攻读硕士学位期间发表的论文）75

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本文编号：641674