新型高強(qiáng)鋁合金鍛造工藝實(shí)驗(yàn)與模擬研究.pdf

1、Al-Zn-Mg-Cu高強(qiáng)鋁合金厚板是現(xiàn)代航空、航天及武器裝備等領(lǐng)域必不可少的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料。但是我國(guó)在大規(guī)格高強(qiáng)鋁合金厚板鍛件的加工理論及技術(shù)方面的基礎(chǔ)研究相對(duì)薄弱，高性能鋁合金厚板大部分依賴進(jìn)口，嚴(yán)重制約了我國(guó)航空、航天及國(guó)防技術(shù)的發(fā)展。因此，深入研究高性能鋁合金厚板鍛造技術(shù)，對(duì)我國(guó)航空、航天及國(guó)防事業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。
　　 本文針對(duì)一種新型Al-Zn-Mg-Cu超高強(qiáng)鋁合金，系統(tǒng)研究了該合金的熱變形特性及厚板的多向鍛造

2、工藝，具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)果有：
　　 1.采用Gleeble-1500D熱力模擬試驗(yàn)機(jī)，研究了變形溫度250℃～450℃，變形速率0.001s-1～0.1s1的條件下，Al-Zn-Mg-Cu合金的熱壓縮流變應(yīng)力行為；分析了變形溫度、變形速率對(duì)材料流變應(yīng)力的影響規(guī)律，并建立了該合金高溫變形時(shí)的流變應(yīng)力本構(gòu)方程；通過(guò)熱拉伸實(shí)驗(yàn)，研究了變形溫度250℃～450℃，變形速率0.1s-1條件下合金的拉伸性能。獲得材料在250℃～450℃的拉

3、伸強(qiáng)度、延伸率及斷面收縮率，在此基礎(chǔ)上建立了材料的熱加工塑性圖，并確定合金的鍛造溫度范圍為420℃～350℃。
　　 2.采用熱力模擬試驗(yàn)和金相實(shí)驗(yàn)方法，分析了該合金熱壓縮變形的組織演變規(guī)律。結(jié)果表明，Al-Zn-Mg-Cu合金是一種動(dòng)態(tài)回復(fù)型金屬，動(dòng)態(tài)軟化機(jī)制以動(dòng)態(tài)回復(fù)為主。
　　 3.采用Deform-3D模擬了多向鍛造工藝中的鐓粗、拔長(zhǎng)等工序，優(yōu)化了高徑比、砧寬比及壓下量等控制參數(shù)。制定了三鐓兩拔（方案一）和四鐓三

4、拔（方案二）兩種多向鍛造工藝方案，并對(duì)兩種方案縮比件的多工序多向鍛造過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬。模擬結(jié)果表明，方案二總鍛比為17.86，鍛件內(nèi)部等效應(yīng)變達(dá)到12.6.方案一總鍛比為13.34，鍛件內(nèi)部等效應(yīng)變達(dá)到9.23。兩套工藝方案縮比件的工藝實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果表明：兩種工藝方案鍛件的拉伸強(qiáng)度都超過(guò)了500MPa，延伸率、斷面收縮率等都達(dá)到使用要求。因此，采用三鐓兩拔的工藝方案，不僅可以生產(chǎn)合格的Al-Zn-Mg-Cu合金厚板鍛件，而且可以簡(jiǎn)化鍛造