多向鍛造對(duì)稀土微合金化7085鋁合金組織及性能的影響研究.pdf

1、Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金具有高強(qiáng)、高韌、耐腐蝕以及良好的加工性能，被廣泛的應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，如大型飛機(jī)的蒙皮、框架等。隨著科技的飛速發(fā)展，航空工業(yè)對(duì)材料的要求越來越高，如何繼續(xù)提高超高強(qiáng)鋁合金的綜合性能已經(jīng)成為新時(shí)代的新課題。稀土元素微合金化和大塑性變形(SPD，Super Plastic Deformation)是目前鋁合金有效的強(qiáng)韌化手段。稀土元素作為鋁合金優(yōu)良的變質(zhì)劑與精煉劑能夠起到細(xì)化晶粒、提高力學(xué)性能等作用。大塑性變形

2、方法可以強(qiáng)烈細(xì)化合金組織，使其平均晶粒尺寸一般都在亞微米乃至納米級(jí)，極大幅度地提升了材料的綜合性能。本文以7085合金為研究對(duì)象，通過添加微量稀土元素Sc和多向鍛造變形相結(jié)合的方式對(duì)合金進(jìn)行強(qiáng)化，針對(duì)Sc元素對(duì)7085合金的影響機(jī)理以及多向鍛造對(duì)合金組織及性能的影響規(guī)律進(jìn)行深入研究。具體工作如下:
　　(1)采用自制水冷銅模通過中間合金法熔煉并制備了7085及7085-0.15wt％Sc兩種合金鑄錠。并對(duì)鑄錠進(jìn)行470℃/24h的

3、單級(jí)均勻化處理;
　　(2)自行設(shè)計(jì)、制造了多向鍛造模具。設(shè)計(jì)恒溫多向鍛造的實(shí)驗(yàn)方案，制定工藝參數(shù);
　　(3)在400℃溫度下對(duì)7085-Sc進(jìn)行單向壓縮和多向鍛造實(shí)驗(yàn)，分析兩種變形方式后合金的顯微組織、力學(xué)性能及組織均勻性。結(jié)果表明相比于單向壓縮，多向鍛造后合金的晶粒明顯細(xì)化而且分布均勻，抗拉強(qiáng)度從543.4MPa增加到570.3MPa，延伸率從8.9％上升到了11.8％;
　　(4)研究微量稀土元素Sc對(duì)7085

4、合金及其鍛件組織及性能的影響。發(fā)現(xiàn)稀土元素Sc加入7085合金后具有強(qiáng)烈細(xì)化作用的同時(shí)能夠抑制再結(jié)晶，多向鍛造后合金的強(qiáng)度、硬度及塑性均有大幅提升;
　　(5)改變恒溫多向鍛造道次，研究不同道次對(duì)7085-Sc合金組織性能影響的規(guī)律。結(jié)果表明:6道次后，7085-Sc合金的抗拉強(qiáng)度達(dá)到了601.8MPa，延伸率達(dá)到了13.5％，而且晶粒細(xì)密，組織均勻，變形強(qiáng)化效果最佳。而隨著道次增加，達(dá)到9道次后，由于保溫時(shí)間過長(zhǎng)，累計(jì)應(yīng)變量過大