7A04铝合金高温扭转变形行为研究

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本文研究了具有纤维状晶粒组织的7A04铝合金棒材的高温扭转变形行为,分析了变形条件对流变应力的影响,建立了经典Arrhenius本构模型;探究了微观组织的演变规律;基于动态材料模型的热加工图理论,分析了热加工图中典型区域的微观组织,得到最佳变形参数。主要得到如下结论:(1)在变形温度为360-480℃和应变速率为0.001-1s-1条件下,7A04铝合金棒材的流变应力随温度的升高逐渐降低,随应变速率的增大而升高。该合金的流变应力本构模型为:(?)=0.82×1010[sinh(0.0195sσ)]425exp(-155247/RT)。(2)微观组织分析结果表明:在扭转中,随着离轴心距离的增加,应变增大,晶粒形状也随之变化。因此,从试样的外表面到轴心的晶粒按形状可大体分为等轴晶粒区,椭圆形晶粒区及带有一定角度偏转的纤维状晶粒区。(3)7A04铝合金在高温热扭转过程中主要软化机制为动态再结晶,变形温度越高,应变速率越低,应变量越大,动态再结晶越充分。变形温度,应变速率,应变量和Z参数对三个分区的变化过程影响如下:等轴晶粒区的晶粒尺寸和等轴晶粒区的宽度随着温度的升高和应变速率的减小有逐渐增大的趋势,而椭圆形晶粒区宽度随温度的降低和应变速率的减小有逐渐增大的趋势。(4)高功率耗散区有两个实验変形条件,第一个出现在变形温度为480℃,应变速率为1s-1,功率耗散效率达到36%,第二个出现在变形温度为360℃,应变速率为1s-1,功率耗散效率也能达到35%以上,7A04铝合金高温扭转的最佳热变形条件为360℃,0.001s-1和480℃,0.001s-1。
摘要第4-5页
Abstract第5-6页
1 绪论第9-19页
    1.1 引言第9-10页
    1.2 合金的热扭转和热压扭第10-11页
    1.3 本构关系模型的研究第11-13页
        1.3.1 本构方程的简介第11-13页
        1.3.2 铝合金本构模型第13页
    1.4 热加工图理论的研究第13-15页
    1.5 铝合金的塑性变形机制第15-17页
    1.6 本论文的研究目的和内容第17-19页
2 实验材料和方法第19-24页
    2.1 实验材料选用第19页
    2.2 实验前热处理第19页
    2.3 高温扭转试样的制备第19-21页
    2.4 挤压态 7A04铝合金热扭转试验第21-22页
    2.5 金相组织观察第22-23页
    2.6 本章小结第23-24页
3 7A04铝合金流变应力行为研究第24-34页
    3.1 7A04铝合金热扭转变形平均等效真应力-真应变曲线特征分析第24-28页
        3.1.1 扭转试验平均等效真应力-应变计算方法第24-25页
        3.1.2 扭转试验平均等效真应力-应变曲线特点第25页
        3.1.3 变形温度对 7A04铝合金流变应力的影响第25-26页
        3.1.4 应变速率对 7A04铝合金流变应力的影响第26-28页
    3.2 7A04铝合金高温扭转的本构模型第28-32页
        3.2.1 7A04铝合金热扭转本构模型的介绍第28-29页
        3.2.2 7A04铝合金热扭转本构方程的求解第29-32页
    3.3 本章小结第32-34页
4 7A04挤压态铝合金热扭转微观组织分析第34-59页
    4.1 7A04挤压态铝合金热扭转晶粒形态变化第34-38页
    4.2 实验条件对 7A04铝合金显微组织的影响第38-54页
        4.2.1 变形温度对 7A04挤压态铝合金热扭转微观组织的影响第38-45页
        4.2.2 应变速率对 7A04挤压态铝合金热扭转微观组织的影响第45-49页
        4.2.3 Z参数对 7A04挤压态铝合金热扭转微观组织的影响第49-51页
        4.2.4 变形量对 7A04挤压态铝合金热扭转微观组织的影响第51-54页
    4.3 复合加载对 7A04挤压态铝合金热扭转微观组织的影响第54-58页
    4.4 本章小结第58-59页
5 7A04铝合金的热加工图第59-67页
    5.1 热加工图原理第59-61页
    5.2 7A04铝合金热加工图的建立及过程第61-64页
        5.2.1 7A04铝合金热加工图的构建第61-62页
        5.2.2 7A04铝合金在 0.7 真应变下的加工图第62-64页
    5.3 7A04铝合金在加工图中各区域的微观组织表征第64-66页
        5.3.1 7A04铝合金加工图中加工安全区的组织特征第64-65页
        5.3.2 7A04铝合金加工图中流变失稳区的组织特征第65-66页
    5.4 本章小结第66-67页
6 结论第67-69页
参考文献第69-76页
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果第76-77页
致谢第77-78页
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