AA7085铝合金动态再结晶临界条件研究

7085铝合金热变形的流变应力行为和显微组织陈学海;陈康华;梁信;陈送义;方华婵【摘要】采用Gleeble-1500热模拟机进行热压缩实验,研究7085铝合金在变形温度为350～470℃、应变速率为0.001～1s(-1)条件下的流变应力变化规律和变形后的显微组织.研究表明:7085铝合金的流变应力随应变速率增大而增大,随变形温度升高而减小.该合金热压缩变形的流变应力行为可用双曲正弦形式的本构方程描述为ε=A[sinh(ασ)](n)exp(-Q/RT),也可用Zener-Hollomon参数来描述,其参数A、α、n以及热变形激活能Q分别为2.722 54×10(11)s(-1)、0.016 03 MPa(-1)、6.259以及176.58 kJ/mol.随着温度升高和应变速率降低,合金的主要软化机制由动态回复逐渐转变为动态再结晶.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2011(016)002【总页数】6页(P225-230)【关键词】7085铝合金;热变形;流变应力;本构关系;显微组织【作者】陈学海;陈康华;梁信;陈送义;方华婵【作者单位】中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙,410083;中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙,410083;中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙,410083;中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙,410083;中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】TG146.2Al-Zn-Mg-Cu系合金具有比强度高、断裂韧性和耐腐蚀性好以及焊接性能优良等特点，广泛用于航空航天等领域[1-4]。

已有 Al-Zn-Mg-Cu系合金的锻件或厚板在厚度方向上的性能差异大，如7055合金厚度限于38mm，7150合金的厚度也不允许大于120mm，而新型高强7085铝合金由于熔铸性以及淬透性好，其锻件最大厚度可达 240mm，在新一代大飞机结构件中的应用潜力巨大[5-6]。

铝合金热加工过程的回复与动态再结晶动态回复在材料的再结晶温度以上的加工过程称为热加工，在加工过程中伴随发生的回复过程称为动态回复。

动态回复主要发生在层错能高的金属的热加工过程中，如铝及铝合金、铁素体钢、镍合金等。

可以把变形过程中的动态回复过程看成是与通常的静态回复相类似的过程。

在这个过程中螺位错交滑移，刃位错攀移，造成位错对消和重排，并发生多边形化过程。

攀移必然伴随扩散过程，因此只有温度高于0.STm时的回复过程才会包括明显的位错攀移运动。

低温时的动态回复主要是位错的交滑移过程[27】。

在热加工过程中，一方面因形变使位错不断增殖和积累，另一方面，通过热激活使位错偶对消、胞壁锋锐规整化形成亚晶以及亚晶合并等过程也在进行，这些过程因外加应力对小角度晶界移动和反号位错对消提供了附加的驱动力而以更快的速度进行，就是说在应变硬化的同时发生动态回复。

这两类相反的过程在热变形中相互消长程度取决于被热加工金属材料的本性、形变速率和形变温度等因素。

对于高层错能材料位错的交滑移和攀移过程容易进行，因而热加工时容易发生动态回复，甚至回复过程可以完全和应变硬化平衡。

这时，在应力一应变曲线上出现流变应力不随应变而变化的稳态应变。

在到达稳态阶段前，由于加工硬化速度大于回复速度，随着应变的增加，位错密度增加，亚晶也在发展，晶粒伸长。

在稳态流变阶段中，晶粒仍然随流变方向伸长，但是位错密度保持不变，回复所形成的亚晶保持等轴形状，并且其尺寸大体保持不变。

图2一1综合描述了发生动态回复的应力一应变曲线以及显微组织的变化。

另外，在稳态阶段中，虽然流变应力保持常数，但还没有达到显微组织的真正稳态，在亚晶界面张力以及位错密度的作用下，原来的晶界会发生局部的迁动，使伸长晶粒的晶界变成锯齿状。

图2一1发生动态回复的应力一应变曲线以及微观组织变化s，一开始德态流变的应变在同一应变速率条件下，变形温度越高，动态回复进行的越快，因而在稳态流变阶段的位错密度越低，亚晶尺寸也比较大。

AA7085铝合金动态再结晶临界条件研究AA7085铝合金是一种常用的高强度铝合金材料，具有优良的力学性能和耐腐蚀性能。

在工程实践中，AA7085铝合金通常会经历热加工过程，其中动态再结晶是一种重要的微观组织演变现象。

动态再结晶可以显著影响材料的力学性能和加工工艺性能，因此研究AA7085铝合金的动态再结晶临界条件具有重要的意义。

动态再结晶是指在高温、高应力条件下，由于材料的应变集中和变形热积累，原有的冷变形组织被破坏并逐渐形成新的再结晶晶粒。

动态再结晶的发生受到多种因素的影响，如温度、应变速率、应变量和材料初生晶粒大小等。

确定动态再结晶的临界条件是理解和控制材料的再结晶行为的关键。

在AA7085铝合金中，研究动态再结晶的临界条件对于了解其再结晶行为和优化热加工工艺具有重要的意义。

根据文献报道，AA7085铝合金在高温下通常会出现动态再结晶现象，并且其临界条件与加工参数密切相关。

例如，随着变形温度的升高，材料的动态再结晶临界应变量会增加；而在不同应变速率下，动态再结晶临界应变量也会有所不同。

除了温度和应变速率外，材料的初生晶粒大小对于动态再结晶也有一定的影响。

初生晶粒大小的变化会影响材料的晶粒结构和应变集中度，从而影响动态再结晶的发生。

因此，在研究AA7085铝合金的动态再结晶临界条件时，还需要考虑初生晶粒大小的影响。

为了确定AA7085铝合金的动态再结晶临界条件，可以通过金相显微镜观察动态再结晶晶粒的形貌和分布情况，同时结合压缩实验数据进行分析。

通过建立动态再结晶临界应变量与温度、应变速率以及初生晶粒大小的关系模型，可以预测材料的再结晶行为，并为优化热加工工艺提供参考依据。

综上所述，AA7085铝合金的动态再结晶临界条件研究具有重要的意义，可以为了解材料的再结晶行为和优化热加工工艺提供重要参考。

通过深入研究动态再结晶的影响因素和机制，可以为进一步提高AA7085铝合金的力学性能和加工性能提供理论基础和实践指导。

7085铝合金锻件孔挤压强化工艺及机理研究铝合金锻件是一种常见的工程零件，具有轻质、高强度和良好的加工性能等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造和电子设备等领域。

针对铝合金锻件中孔洞对其力学性能的影响，孔挤压强化工艺被引入，可以有效提高其抗拉强度和抗疲劳性能。

铝合金锻件孔挤压强化工艺是通过在孔洞周围施加压力，使孔壁塑性变形，达到增加材料强度和耐久性的目的。

该工艺主要包括两个步骤：孔挤压和回火处理。

孔挤压是指在锻件上施加一定的挤压力，使孔洞周围的材料产生压缩塑性变形，从而增强周围区域的力学性能。

回火处理是通过加热和冷却过程，使材料的组织结构进一步稳定和强化。

孔挤压强化的机理主要有以下几个方面：1.塑性变形机制。

孔挤压过程中，材料受到外界力的作用，发生塑性变形。

材料的晶格结构产生滑移，晶界发生移动和滑移，使得材料的晶粒得到细化，提高材料的强度和硬度。

2.冷变形机制。

在孔挤压过程中，材料受到的变形能量会导致材料内部形成强应变区域，这些强应变区域会进一步提高材料的硬度和强度。

3.残余应力机制。

孔挤压过程中，材料的外部受到的压力会在挤压后消失，但由于材料的弹性回复率有限，仍会产生残余应力。

这些残余应力可以提高材料的抗拉强度和抗疲劳性能。

研究表明，孔挤压强化工艺可以显著提高铝合金锻件的力学性能。

通过合理选择挤压参数，可以实现孔挤压的最佳效果。

此外，挤压后的回火处理也对最终的性能有重要影响。

对材料进行适当的热处理可以进一步稳定组织结构，消除内部残余应力，提高材料的稳定性和耐久性。

综上所述，7085铝合金锻件的孔挤压强化工艺及机理研究对于提高铝合金锻件的力学性能具有重要意义。

研究者可以通过实验和模拟分析等手段，深入了解铝合金锻件在孔挤压过程中的变形机制和应力分布情况，并在此基础上优化工艺参数和热处理方案，实现铝合金锻件力学性能的最大化。

铸造合金的高温高应力下的动态再结晶行为在铸造合金的生产过程中，高温高应力是不可避免的。

这些条件对于合金的性能和结构产生着重要的影响。

其中，动态再结晶行为是一个关键的研究课题，对于进一步提高铸造合金的性能具有重要意义。

一、动态再结晶的定义动态再结晶，是指在高温高应力下，材料原有的晶界被消除，形成新的晶与晶之间的再结晶。

这个过程是通过晶体的滑移、再结晶核形成和长大三个步骤完成的。

二、动态再结晶的影响因素1. 温度温度是动态再结晶的重要因素之一。

合金在高温下更容易发生动态再结晶，因为高温可以促进晶体的滑移和扩散，进而形成新的晶体。

2. 应力应力也是影响动态再结晶的关键因素。

高应力可以提高晶体的滑移速率，从而增加动态再结晶的速率和程度。

3. 变形速率变形速率对动态再结晶的影响较为复杂。

一方面，较高的变形速率可以促进晶体的位错滑移，从而促进动态再结晶的形成；另一方面，过高的变形速率可能会导致晶粒的细化过程中的超过形核晶粒的形成。

4. 合金成分合金的成分对动态再结晶也具有较大影响。

合金的成分可以影响合金的物理性质和滑移方程，从而对动态再结晶的过程和形成起到调控的作用。

较高的晶体形成率可以促进合金的动态再结晶过程。

三、动态再结晶的机制动态再结晶的机制主要有三种：固溶体化机制、再结晶核形成机制和段階动态再结晶机制。

1. 固溶体化机制固溶体化机制是指在高温下，由于合金的溶解度增加，原有的晶体边界被溶解并形成了固溶体。

这个过程主要发生在高温下的合金中，如镁合金。

2. 再结晶核形成机制再结晶核形成机制是指在晶界滑移的过程中，表面能降低，形成新的晶界，从而形成动态再结晶晶粒。

这个过程主要发生在高应力下的合金中，如钢。

3. 段階动态再结晶机制段階动态再结晶机制是指在局部区域内，晶粒先通过滑移形变细化再逐渐形成新的晶界。

这个过程主要在高变形速率和应力下的合金中发生。

四、动态再结晶的应用价值动态再结晶的研究具有重要的应用价值。

7085高强铝合金锻造成形和组织性能研究的开题报
告
一、研究背景
铝合金在航空航天、汽车、船舶等领域具有广泛的应用前景，而高
强度铝合金的研究和应用是当前的研究热点之一。

高强度铝合金可以提
高结构的强度和刚度，降低结构重量，从而提高材料的综合性能。

其中，7085高强铝合金因其高强度、高韧性、良好的耐蚀性而备受关注，因此
对其锻造成形和组织性能的研究具有重要意义。

二、研究目的
本研究旨在探究7085高强铝合金的锻造成形和组织性能，为其应用提供有力的支撑。

具体研究目标如下：
1.研究在不同温度和应变速率下，7085高强铝合金的锻造成形性能。

2.对采用不同锻造方式锻造后的7085高强铝合金进行组织结构分析。

3.评价不同锻造方式对7085高强铝合金组织和性能的影响。

三、研究内容
1.实验设计：采用直径100mm的7085高强铝合金圆柱为研究对象，选取不同温度（450℃、500℃、550℃）和应变速率（0.1s-1、1s-1、
10s-1）条件下的锻造加工参数，进行单向压缩试验，记录所需的锻造力
和变形量。

2.组织结构分析：将锻造后的样品进行金相分析，观察其显微组织
和晶粒尺寸的变化。

3.性能评价：测试不同锻造样品的机械性能，包括拉伸强度、屈服
强度、伸长率和断裂韧性等。

四、研究意义
本研究可为高强铝合金材料的研究提供参考和借鉴，为高强度铝合金的进一步开发和应用提供科学依据。

同时，本研究还可为锻造工艺的优化及铸造、锻造等相似工艺的改进提供参考。

7085铝合金淬火残余应力的数值模拟与试验研究的开题报告一、选题的目的和意义对于高强度铝合金，淬火残余应力的影响不可忽视。

淬火残余应力不仅会直接影响铝合金的性能和使用寿命，还可能导致铝合金构件在使用过程中出现变形、裂纹等问题。

因此，研究铝合金的淬火残余应力对于提高铝合金的应用性能、延长使用寿命具有重要意义。

本文拟选取高强度铝合金7085作为研究对象，通过数值模拟和试验的方式，探究铝合金淬火残余应力的变化规律、影响因素等，为铝合金的制备和应用提供理论依据和实验数据支持。

二、研究的内容和方法1. 研究内容（1）7085铝合金的淬火残余应力变化规律；（2）淬火温度、淬火介质等因素对7085铝合金淬火残余应力的影响；（3）数值模拟分析7085铝合金淬火残余应力的分布及变化规律。

2. 研究方法（1）制备合适尺寸和形状的7085铝合金试样，进行淬火处理，并利用X射线衍射仪、力学测试仪等测试设备，测量其淬火残余应力。

（2）基于ANSYS软件，建立7085铝合金淬火模型，通过数值模拟分析铝合金淬火残余应力的分布及变化规律。

三、预期的研究成果（1）7085铝合金淬火残余应力的变化规律和影响因素，为铝合金制备和加工提供理论依据；（2）结合数值模拟和实验研究，预测7085铝合金淬火残余应力，为实际生产过程中铝合金淬火处理的优化设计提供参考依据。

四、研究的实施计划（1）前期工作：查阅相关文献、了解相关仪器设备的使用方法。

（2）中期工作：制备试样、进行淬火处理、测量淬火残余应力。

（3）后期工作：对实验结果进行数据分析、基于ANSYS软件建立模型、进行数值模拟。

（4）最终工作：整理研究成果、撰写论文、参加学术会议。