鑄態(tài)退火2024合金在不同溫度下的變形行為

隨著(zhù)合金材料輕量化和綠色化的發(fā)展以及材料成形工藝的進(jìn)步,鋁合金在交通運輸、航空和航天等領(lǐng)域得到了廣泛的應用[1,2] 鋁合金材料熱加工時(shí)成形溫度范圍窄、導熱系數大[3],因此為了制備大型高精度工程用鋁合金結構件,選擇熱成形工藝方式和制定工藝參數顯得尤為重要 等溫擠壓工藝,是鋁合金理想的熱成形方式 為了制定熱成形工藝,人們必須建立本構方程和DMM加工圖 國內外學(xué)者對不同類(lèi)型鋁合金的本構方程和DMM加工圖進(jìn)行了大量研究 吳道祥等[4]進(jìn)行熱壓縮模擬實(shí)驗得到2024A鋁合金在相應條件下的應力-應變曲線(xiàn),建立了考慮應變補償的Arrhenius和修正的Johnson-Cook(M-JC)本構模型；張濤等[5]進(jìn)行不同溫度和應變速率下的熱壓縮實(shí)驗建立了修正的Arrhenius本構方程和DMM加工圖,并基于DMM變形圖采用有限元模型得到了該材料熱軋變形較優(yōu)的工藝參數 文獻[6~9]進(jìn)行等溫熱壓縮實(shí)驗研究了X2A66鋁鋰合金、7050鋁合金等合金等溫壓縮時(shí)的流變變形行為,建立合金峰值應力的本構方程和DMM加工圖并觀(guān)察顯微組織分析了該合金的軟化機制 2024鋁合金有密度低、強度高、焊接性能良好、塑性成形性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn),廣泛用于航天、航空和汽車(chē)制造領(lǐng)域[10~13] 進(jìn)行熱壓縮實(shí)驗建立2024鋁合金的本構方程及熱加工圖,分析其熱變形行為及微觀(guān)組織演變,已有大量的研究工作[14~17] 但是,對于不同的2024鋁合金材料成分和冶煉狀態(tài),其本構方程和熱加工圖略有不同 已有的研究,較少通過(guò)指導熱加工成形實(shí)際大型工程部件檢驗熱加工圖的準確性和實(shí)用性 鑒于此,本文建立大尺寸和大變形量工程用2024鋁合金的本構方程及DMM加工圖,用得到的加工工藝參數指導大擠壓比等溫擠壓實(shí)際生產(chǎn)以驗證DMM加工圖的準確性及實(shí)用性,為制定和優(yōu)化工程用大尺寸大擠壓比2024鋁合金擠壓部件熱加工成形的提供理論依據 1 實(shí)驗方法 實(shí)驗用材料為2024鋁合金鑄錠,其主要成分為：Si 0.11%、Fe 0.16%、Cu 4.40%、Mn 0.59%、Mg 1.51%、Cr 0.01%、Zn 0.154%、Ti 0.02%,其余為Al(質(zhì)量分數,%) 將直徑為247 mm長(cháng)度為6000 mm的鑄錠在470℃保溫8 h均勻化處理,然后用線(xiàn)切割切取直徑為8 mm長(cháng)度為12 mm的圓柱試樣,在MMS-200熱力模擬實(shí)驗機