含Sc的Al-Zn-Mg-Zr合金均勻化及熱變形行為研究.pdf

1、含Sc的Al-Zn-Mg-Zr鋁合金是在Al-Zn-Mg合金基礎(chǔ)上，復(fù)合添加微量Sc、Zr開發(fā)出來(lái)的一種新型高強(qiáng)可焊輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。該合金強(qiáng)度高，塑性好，焊接性能優(yōu)良，可用作航天工業(yè)中常用的焊接結(jié)構(gòu)，也可用作艦船、地翼船和舟橋等的裝甲板。在航天及艦船工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用前景廣闊。目前我國(guó)對(duì)含Sc的Al-Zn-Mg-Zr合金的研究主要集中在Sc對(duì)合金組織、性能的影響及合金的成分優(yōu)化方面，然而在熱加工相關(guān)基礎(chǔ)研究方面還較為薄弱。
　　針對(duì)上述

2、問(wèn)題，本實(shí)驗(yàn)研究了均勻化處理對(duì)含Sc的Al-Zn-Mg-Zr合金組織的影響，優(yōu)化了合金的均勻化制度。含Sc的Al-Zn-Mg-Zr合金鑄態(tài)組織中存在枝晶偏析，合金中各元素在晶內(nèi)和晶界分布不均勻。隨均勻化溫度的升高或均勻化時(shí)間的延長(zhǎng)，合金中的非平衡相逐漸溶解，元素分布趨于均勻。該合金適宜的均勻化制度為470℃/24h，這一制度與均勻化動(dòng)力學(xué)分析得出的結(jié)果基本相符。
　　利用Gleeble-1500熱模擬試驗(yàn)機(jī)，對(duì)含Sc的Al-Zn-

3、Mg-Zr合金進(jìn)行了變形量為60％、變形溫度為340～500℃、應(yīng)變速率為0.001～10s-1條件下的等溫單軸壓縮實(shí)驗(yàn)，繪制出了合金的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線，通過(guò)線性回歸的方法計(jì)算出了該合金的材料常數(shù)及其流變應(yīng)力本構(gòu)方程。進(jìn)而推導(dǎo)出變形條件對(duì)流變應(yīng)力的影響規(guī)律，探明了穩(wěn)態(tài)變形過(guò)程的物理本質(zhì)。發(fā)現(xiàn)合金熱變形過(guò)程中的流變應(yīng)力隨著變形溫度的升高而減小，隨著應(yīng)變速率的增大而增大。含Sc的Al-Zn-Mg-Zr合金流變應(yīng)力、變形溫度和應(yīng)變速率之間的

4、關(guān)系可用雙曲正弦形式的本構(gòu)方程來(lái)描述:(ε)=1.49×1010[sinh(0.0114σ)]7.50 exp(-150250/RT)采用金相顯微鏡(OM)、透射電鏡(TEM)和掃描電鏡(SEM)等觀察方法研究了含Sc的Al-Zn-Mg-Zr合金熱變形過(guò)程的微觀組織演化。結(jié)果表明:熱變形參數(shù)對(duì)該合金的微觀組織影響顯著，隨著變形溫度的升高和應(yīng)變速率的減小，即lnZ值的減小，位錯(cuò)向低密度方向變化，亞晶尺寸增大，合金的主要軟化機(jī)制由動(dòng)態(tài)回復(fù)轉(zhuǎn)