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高强铝合金铸坯改锻工艺

文章来源:sjzwx 更新时间:2014-07-17 09:43:21

  高强铝合金具有密度小、强度高、加工性能好等特点,广泛应用于航空、航天及民用512业,是航空航天工业的主要结构材料之一,具有重要的战略地位。其中A1一Zn—Mg—Cu系高强铝合金是目前高强铝合金中综合性能最好、研究最充分、应用最广泛的合金材料之一。所研究的7050铝合金是在7075合金基础上,通过增加zn和Cu含量、调整Cu/Mg比值并添加Zr代替cr后,开发出的强度、断裂韧性和塑性等都较高的Al—Zn—Mg—Cu系高强铝合金。7050高强铝合金承载能力优良,适合制作各类结构件,其热加工工艺主要有铸造、挤压、轧制和锻造等,而锻造工艺得到的结构件强度最大、断裂韧性最高,更适合用于航空航天等工业领域应用。但是,坯料在锻造过程中存在位错运动剧烈并大量塞积的现象,导致局部应力集中,而且,未经热处理锻件中存在大量的第二相颗粒,严重降低了锻件的塑性和韧性,并有可能使锻件在使用过程中发生断裂与失效,为此需要对锻件进行合理的热处理。现有研究发现,固溶处理能将绝大部分非平衡结晶相固溶,并消除第二相颗粒对锻件韧性和后续加工性能的影响;固溶后的冷压变形能消除淬火导致的残余应力,同时使锻件中存在一定数量的位错滑移和攀移,因此,能够阻碍锻件时效后析出的第二相粒子的运动,提高锻件强度;同时,时效处理能析出大量的弥散粒子,这些细小的粒子能起到钉扎位错的作用,使位错运动受阻,从而大大提高锻件的强度。

  本文以铸坯改锻工艺为例,结合有限元软件DEFORM一3D对7050高强铝合金的锻后热处理工艺进行模拟分析。研究固溶、冷压和时效处理过程对锻件残余应力影响,降低7050高强铝合金锻件的残余应力,提高其强度和韧性,满足航空航天工业对Al—Zn—Mg—Cu系高强铝合金锻件的更高技术要求。

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