研究了一種新型快速時效響應7A75鋁合金的熱變形本構模型及其熱變形過程中的微觀組織演變規(guī)律。通過Gleeble-3500熱模擬試驗機進行了單道次熱壓縮實驗,利用金相顯微鏡和透射電鏡觀察進行了合金的微觀組織表征。結果表明,鑄態(tài)7A75鋁合金的平均晶粒尺寸約為165μm,均勻化處理后,基體平均晶粒尺寸約為220μm。同一變形溫度下,流變應力隨應變速率的增大而增大;同一應變速率下,流變應力隨變形溫度的增加而降低。由構建的全應變本構模型獲得的流變應力預測值與實驗值的相關系數為0.993,相對誤差為2.85%,一致性良好。高的應變速率和低的變形溫度抑制了再結晶的發(fā)生和再結晶晶粒的長大。在應變速率為0.01 s^-1,變形溫度為390和430℃時,通過形變誘導析出機制,析出部分尺寸為100～200 nm的第二相粒子,有效地釘扎了晶界。 

【文章來源】：塑性工程學報. 2020,27(09)北大核心CSCD

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【圖文】：

金相顯微組織

圖4為應變速率為0.01 s-1時，在不同變形溫度下變形后的金相組織。可以看出，在較低的變形溫度(350和390℃)下，均勻化后的等軸狀晶粒被壓扁，冷卻到室溫后仍保留著變形組織，未發(fā)現再結晶組織。在350℃下，由于金屬流變能力低，形成了局部流變區(qū)域。在390℃下，雖然仍以變形組織為主，但其晶粒寬度明顯大于350℃下的組織。在430℃下，出現了明顯的再結晶組織，說明在此溫度下提供的熱能與變形能的耦合已經達到發(fā)生再結晶的激活能。在460℃下，再結晶行為更明顯，高的變形溫度促進了再結晶后晶粒尺寸的進一步長大。圖5為應變速率為10 s-1時，在不同變形溫度下變形后的金相組織�？梢钥闯�，在高的應變速率下，熱變形后的基體晶粒并未發(fā)生明顯的再結晶。在390℃下，存在絕熱剪切帶。絕熱剪切帶一般發(fā)生于高的應變速率和低的變形溫度下，材料局部區(qū)域產生應變集中，對材料的力學性能不利，熱加工過程中應該避開此區(qū)域。在430℃下，基體晶粒仍然以變形晶粒為主。在460℃下，已有部分變形晶粒發(fā)生了再結晶，但再結晶晶粒尺寸細小，說明高應變速率下再結晶晶粒來不及長大。與圖4低應變速率下的組織對比可以發(fā)現，高的應變速率抑制了再結晶的發(fā)生和再結晶后晶粒的長大。

7000系鋁合金中的析出強化相主要為Mg Zn2。通過前期研究[15]可知，7000系鋁合金的時間-溫度-析出曲線(Time-Temperature-Precipitation,TTP)的鼻尖溫度范圍為300～450℃，在此溫度范圍內進行等溫處理可以促進析出強化相的析出進程。同樣，在此溫度范圍內進行熱變形也可以為強化相的析出行為提供一定的析出驅動力，加速其析出過程。430℃的變形溫度下，仍然存在形變誘導析出的第二相粒子，尺寸為100～200 nm，形變誘導析出的第二相粒子可以有效釘扎晶界，抑制再結晶晶粒的長大。圖3 應變速率與流變應力的關系

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3344077