高強(qiáng)鋁合金鑄坯改鍛工藝

文章來(lái)源：sjzwx 更新時(shí)間：2014-07-17 09:43:21

　　高強(qiáng)鋁合金具有密度小、強(qiáng)度高、加工性能好等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空、航天及民用512業(yè)，是航空航天工業(yè)的主要結(jié)構(gòu)材料之一，具有重要的戰(zhàn)略地位。其中A1一Zn—Mg—Cu系高強(qiáng)鋁合金是目前高強(qiáng)鋁合金中綜合性能最好、研究最充分、應(yīng)用最廣泛的合金材料之一。所研究的7050鋁合金是在7075合金基礎(chǔ)上，通過(guò)增加zn和Cu含量、調(diào)整Cu／Mg比值并添加Zr代替cr后，開(kāi)發(fā)出的強(qiáng)度、斷裂韌性和塑性等都較高的Al—Zn—Mg—Cu系高強(qiáng)鋁合金。7050高強(qiáng)鋁合金承載能力優(yōu)良，適合制作各類結(jié)構(gòu)件，其熱加工工藝主要有鑄造、擠壓、軋制和鍛造等，而鍛造工藝得到的結(jié)構(gòu)件強(qiáng)度最大、斷裂韌性最高，更適合用于航空航天等工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用。但是，坯料在鍛造過(guò)程中存在位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)劇烈并大量塞積的現(xiàn)象，導(dǎo)致局部應(yīng)力集中，而且，未經(jīng)熱處理鍛件中存在大量的第二相顆粒，嚴(yán)重降低了鍛件的塑性和韌性，并有可能使鍛件在使用過(guò)程中發(fā)生斷裂與失效，為此需要對(duì)鍛件進(jìn)行合理的熱處理。現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，固溶處理能將絕大部分非平衡結(jié)晶相固溶，并消除第二相顆粒對(duì)鍛件韌性和后續(xù)加工性能的影響；固溶后的冷壓變形能消除淬火導(dǎo)致的殘余應(yīng)力，同時(shí)使鍛件中存在一定數(shù)量的位錯(cuò)滑移和攀移，因此，能夠阻礙鍛件時(shí)效后析出的第二相粒子的運(yùn)動(dòng)，提高鍛件強(qiáng)度；同時(shí)，時(shí)效處理能析出大量的彌散粒子，這些細(xì)小的粒子能起到釘扎位錯(cuò)的作用，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻，從而大大提高鍛件的強(qiáng)度。

　　本文以鑄坯改鍛工藝為例，結(jié)合有限元軟件DEFORM一3D對(duì)7050高強(qiáng)鋁合金的鍛后熱處理工藝進(jìn)行模擬分析。研究固溶、冷壓和時(shí)效處理過(guò)程對(duì)鍛件殘余應(yīng)力影響，降低7050高強(qiáng)鋁合金鍛件的殘余應(yīng)力，提高其強(qiáng)度和韌性，滿足航空航天工業(yè)對(duì)Al—Zn—Mg—Cu系高強(qiáng)鋁合金鍛件的更高技術(shù)要求。