高強鋁合金鑄坯改鍛工藝

文章來源：sjzwx 更新時間：2014-07-17 09:43:21

　　高強鋁合金具有密度小、強度高、加工性能好等特點，廣泛應用于航空、航天及民用512業，是航空航天工業的主要結構材料之一，具有重要的戰略地位。其中A1一Zn—Mg—Cu系高強鋁合金是目前高強鋁合金中綜合性能最好、研究最充分、應用最廣泛的合金材料之一。所研究的7050鋁合金是在7075合金基礎上，通過增加zn和Cu含量、調整Cu／Mg比值并添加Zr代替cr后，開發出的強度、斷裂韌性和塑性等都較高的Al—Zn—Mg—Cu系高強鋁合金。7050高強鋁合金承載能力優良，適合制作各類結構件，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構件強度最大、斷裂韌性最高，更適合用于航空航天等工業領域應用。但是，坯料在鍛造過程中存在位錯運動劇烈并大量塞積的現象，導致局部應力集中，而且，未經熱處理鍛件中存在大量的第二相顆粒，嚴重降低了鍛件的塑性和韌性，并有可能使鍛件在使用過程中發生斷裂與失效，為此需要對鍛件進行合理的熱處理。現有研究發現，固溶處理能將絕大部分非平衡結晶相固溶，并消除第二相顆粒對鍛件韌性和后續加工性能的影響；固溶后的冷壓變形能消除淬火導致的殘余應力，同時使鍛件中存在一定數量的位錯滑移和攀移，因此，能夠阻礙鍛件時效后析出的第二相粒子的運動，提高鍛件強度；同時，時效處理能析出大量的彌散粒子，這些細小的粒子能起到釘扎位錯的作用，使位錯運動受阻，從而大大提高鍛件的強度。

　　本文以鑄坯改鍛工藝為例，結合有限元軟件DEFORM一3D對7050高強鋁合金的鍛后熱處理工藝進行模擬分析。研究固溶、冷壓和時效處理過程對鍛件殘余應力影響，降低7050高強鋁合金鍛件的殘余應力，提高其強度和韌性，滿足航空航天工業對Al—Zn—Mg—Cu系高強鋁合金鍛件的更高技術要求。