7050铝合金蠕变时效成形本构模型研究
第３期
吕凤工，等：７０５０ 铝合金蠕变时效成形本构模型研究
·３１·
定，长大速度变缓，并发生粗化，材料进入过时效 阶段，析出相对位错的钉扎、阻碍作用减弱，从而 导致材料的屈服强度下降．
560
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｃｒｅｅｐ ａｇｅ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ７０５０Ｔ４５１ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ， ｔｈｅ ｕｎｉａｘｉａｌ ｃｒｅｅｐ ｔｅｓｔｓ ｗｅｒｅ ｏｐｅｒａｔｅｄ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ａｔ １６０ ℃ ． Ｔｈｅ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｏｆ ｃｒｅｅｐ ｓｔｒａｉｎ， ｙｉｅｌｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗｉｔｈ ｈｏｌｄｉｎｇ ｔｉｍｅ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅ ｈａｒｄｅｎｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ， ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｄｅｓｃｒｉｂｅ ｔｈｅ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｃｒｏｓｃｏｐｉｃ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ ｆｏｒ ｃｒｅｅｐ ａｇｅ ｆｏｒｍｉｎｇ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ． Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ， ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｃｏｎｓｔａｎｔｓ ｗｅｒｅ ｆｉｔｔｅｄ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｇｅｎｅｔｉｃ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ， ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｆｉｔｓ ｗｅｌｌ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄａｔａ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔｒｅｓｓ ｌｅｖｅｌｓ， ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｃｒｅｅｐ ａｇｅ ｆｏｒｍｉｎｇ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ７０５０ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ； ｃｒｅｅｐ ａｇｅ ｆｏｒｍｉｎｇ； ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅ ｅｑｕａｔｉｏｎ； ａｇｅ ｈａｒｄｅｎｉｎｇ； ｇｅｎｅｔｉｃ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ
蠕变时效成形是在一定温度和外力作用下材 料缓慢变形的过程，其中伴随着弹性变形、应力松 弛和时效强化的综合作用［１］ ．与喷丸成形、拉伸成 形技术相比，蠕变时效成形技术成形效率高、零件 内部残余应力低，可增强材料的耐应力腐蚀能力， 延长零件的使用寿命［２］ ． 蠕变时效成形技术受到 材料本身时效周期的限制，且弯曲应力低、时效温 度低，无法将试件内已有的弹性变形全部转变为 塑性变形，成形后均存在一定的回弹［３－４］ ．另外，成 形后零件的力学性能直接影响其在工程上的应 用．因此，进行蠕变时效成形回弹及屈服强度预测
化的本构方程，并运用遗传算法对材料常数进行拟合优化．研究表明，该模型在不同应力水平下与试验结果吻合良好，能
够用来模拟分析蠕变时效成形过程．
关键词： ７０５０ 铝合金；蠕变时效成形；本构方程；时效强化；遗传算法
中图分类号： ＴＧ３０６
文献标志码： Ａ 文章编号： １００５－０２９９（２０１４）０３－００２８－０６
差，不同应力水平下析出相尺寸差别不大．
图 ５ 是析出相体积分数随时间变化曲线，随
着时效时间的增加，析出相的相对体积分数逐渐
增加，在 １８ ｈ 接近达到最大值，此时 η′相析出接
近完全，并开始向平衡相转化．
35
30
析出相尺寸/nm
25
20
15
10
5 0
300MPa 325MPa 350MPa 375MPa
60??5' 1
1 2.1
Φ10?0.02 0.8
Φ0.03A 0.02
R0.5 2?45?
2－B1.6/5 GB145-85
M16-6h Φ12 Φ16 Φ18-0.1
100?0.2 185
3 13.5 25
图 １ 单轴拉伸蠕变试样
要建立描述蠕变时效成形过程中微观组织及 屈服强度变化的本构模型，需要研究不同蠕变应 力下材料微观组织及屈服强度随时间的变化规 律．试验材料在 １６０ ℃ 、４ 种应力条件下分别进行 两组 ６、１２、１８、２４ ｈ 的持久蠕变试验，当试验进行 至所需采样时间点时停止，对一组蠕变试样进行 室温下单轴拉伸试验，测定蠕变时效后的屈服强 度；从另一组蠕变试样上制取微观组织分析试样， 利用透射电子显微镜观察析出相的尺寸、形貌和 分布． １．２ 试验结果与分析
为平衡体积分数（ ｆｐｅａｋ ） ，相对体积分数（ ｆｒ ） 定义为
ｆｒ
＝
ｆ ｆｐｅａｋ
．
析出相尺寸的测量结果如图 ４ 所示，在相同
时间内，析出相尺寸随内应力增大而增大，这是由
于 η′相与基体之间是半共格，其利用界面上的台
阶进行扩散长大，内应力越大，η′相长大所需的能
量越低，尺寸越大．但由于应力水平接近及测量误
针对铝合金蠕变时效成形回弹及时效强化现 象，有关学者已做了大量研究［５－６］ ． Ｊ． Ｌｉｎ 等［７］ 提出 一种可描述析出相半径变化的本构模型，并应用 于铝合金厚板时效成形的有限元分析．李超等［８－９］ 对 ７Ｂ０４ 铝合金时效成形中微观组织和性能变化 进行研究，基于统一理论、长大动力学和析出强化 理论， 提 出一 个全 新概 念的等 温蠕变 － 时 效 本 构 模型．Ｌ．Ｚｈａｎ 等［１０］ 通过研究蠕变时效成形过程和 强化机制，充分考虑了成形过程中应力、位错强 化、固溶强化和时效强化对蠕变速率的影响，提出 ７０５５ 铝合金蠕变时效本构方程．
以便建立和宏观性能之间的数学关系． 蠕变时效 过程中材料的微观组织随时间的变化情况如图 ３ 所示，可以看出，析出相形貌不是理想的球状，而 是椭球状或针状．要准确表征其形貌尺寸，涉及到 长、短轴和长径比计算，处理比较困难，因此，假设 析出相以固定的长径比长大，仅对其长度方向尺 寸 进 行 描 述． 将 得 到 的 ＴＥＭ 照 片 在 Ｉｍａｇｅ－ ＰｒｏＰｌｕｓ６．０金相分析软件上完成定量分析，得到每 个视野中析出相的平均长度和体积分数（ ｆ） ．１ 蠕变时效成 Nhomakorabea性能研究
１．１ 材料及试验方法 选用的材料是厚度 ４０ ｍｍ 的 ７０５０ 铝合金，
其供货状态为 Ｔ４５１，主要成分及室温力学性能如 表 １、表 ２ 所示． 根据铝合金的热处理规范，７０５０ 铝合金时效温度为 １２０ ～ １７０ ℃ ．为兼顾成形效率 及蠕变时效后力学性能要求，本文选定蠕变时效 成形温度为 １６０ ℃ ，在该温度下研究材料的蠕变 性能、微观组织和宏观力学性能变化．
6
300MPa
5
325MPa 350MPa
375MPa 4
3
2
1
0
5
10
15
20
蠕变时间/h
图 ２ 不同应力下的蠕变应变－时间曲线
铝合金 ７０５０Ｔ４５１ 为欠时效状态，η′是主要析 出强化相，同时也是建立蠕变时效本构模型的重 要变量，需要将 η′相的尺寸和体积分数数值化，
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材 料 科 学 与 工 艺 第 ２２ 卷
本文在总结前人经验的基础上，针对国内航 空制造企业对高强铝合金整体壁板成形技术方面 的需求，从宏观与微观角度研究 ７０５０Ｔ４５１ 铝合金
第３期
吕凤工，等：７０５０ 铝合金蠕变时效成形本构模型研究
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蠕变时效过程，掌握工艺参数对材料微观组织演 变、力学性能的影响规律，建立了可描述蠕变应变 和时效后屈服强度变化的本构模型．
收稿日期： ２０１２－１０－１７． 基金项目： 国家自然科学基金资助项目（５０９７５２６７） ． 作者简介： 吕凤工（１９８８－） ，男，硕士研究生；
曾元松（１９７１－） ，男，研究员，博士生导师． 通信作者： 吕凤工，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｖｆｅｎｇｇｏｎｇ＠ １２６．ｃｏｍ．
以调整工艺流程、优化工艺参数、修整模具型面是 成形出合格零件的关键．
5 10 15 20 25 蠕变时间/h
图 ４ 析出相尺寸随蠕变时间的变化曲线
相对体积分数
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6 300MPa
0.5
325MPa
350MPa
0.4
375MPa
0 5 10 15 20 25 蠕变时间/h
图 ５ 相对体积分数随蠕变时间的变化曲线
图 ６ 为试样蠕变时效后屈服强度随时间的变 化曲线，可见，屈服强度的变化是时间和恒定内应 力共同作用的结果． 应力时效的前 ５ ～ １０ ｈ，材料 的屈服强度迅速升高并达到最大值，而后随时间 的延长而下降． 由前文可知，在蠕变时效初期， 多 数析出相尺寸相对较小，体积分数增长较快，此时 时效强化主要由析出相体积分数控制，位错主要 以切过方式通过析出相，需要较大的力，材料的屈 服强度上升；随着蠕变时间的延长，材料的脱溶沉 淀过程进一步发展，此时，析出相体积分数趋于稳
第 ２２ 卷 第 ３ 期
２ ０ １ ４年６月
材 料 科 学 与 工 艺
ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ������ ２２ Ｎｏ������ ３ Ｊｕｎ． ２０１４
７０５０ 铝合金蠕变时效成形本构模型研究
吕凤工１，黄 遐１，曾元松１，王永坤２，万 敏２
沿板料轧制方向制取如图 １ 所示的标准蠕变 试样，蠕变拉伸试验在电子万能试验机上进行， 加热装置保证加载过程中温度偏差在±１℃ 以
RR11?0.01
2?0.06
内．试样随炉升温至 １６０ ℃ 后保温，试验机平稳地 施加载荷至恒定，两个引伸计同时双侧测量夹具 的位移，得到标距段伸长量．在 １６０ ℃ 时材料的屈 服强度为 ４５０ ＭＰａ，蠕变应力的选择应低于该温 度下材料的屈服强度，本文选择蠕变应力为 ３７５、 ３５０、３２５ 及 ３００ ＭＰａ．
表 １ ７０５０ 铝合金化学成分（ 质量分数％）
7050航空铝合金“单因素”本构模型参数与温度相关性研究
高强高韧的高性能铝合金是现代航空 、 航天 、 武 器装备发展必不可少的关键材料 , 其中 7050铝合金 厚板是一种用量较大 , 加工技术高度集中的关键性 结构材料 。航空工业中大量的整体结构件 , 如隔框、 接头等就是由这种铝合金 材料经过切削加 工制成 的 。但是由这类铝合金生产的航空整体结构件形状 复杂 ,尺寸较大 ,数控加工后 , 极易引起变形甚至报 废 ,经济损失巨大 。为了从根本上提高大型整体结 构件的加工精度 , 必须进行数控铣削加工变形产生 机理的理论研究。有限元分析是研究金属切削过程 及其机理的有效方法 , 进行切削加工有限元分析的 重要前提是 建立正确的材料 本构模型 [1 ] 。目前材 料本构模型包括含有应变、 应变率 、 温度等物理量的 “ 多因素 ” 模型以 及含有其中一 个物理量的“ 单因 素” 模型 , 但是在现有的实验方法 和实验条件下建 立“ 多因素 ” 材料本构模型是非常困难的 [ 2 ] 。大量 研究指出 , 在有限元模拟中采用含有一个物理量的 “ 单因素 ” 材料本构模型时 , 模拟结果也能够对切削 过程的理解 提供极有价值的 数据 [ 3 ] 。因此 为模拟 方便及反映材料真实的动态力学性能 , 在金属切削 过程模拟中常采用适合高应变率情况 的“ 单因素 ”
第 27 卷 第 4 期
2007 年 8 月
蠕变时效对7050铝合金板材组织与性能的影响
７７ ０ ５铝合 金 板 材 在 ２ ０ ３ ０ ａ加 载 条 件 下 ， 用 ４ ～ ２ ＭＰ 采 Ｔ６的温 度 与时 间进行 ＣＡ处 理的有 限 元本 构模 型 ， 可 用 于分 析蠕 变 时效 过程 中 的应 力 和 应 变分 布 ， 而预 进
推特 性 ， 有 待 深 入 研 究 。此 外 ， 文 献 Ｅ Ｏ ｌ ， ４ 还 从 ｌ，ｌｌ， １］ ５ 中还 可 以看 出 ， Ｔ７ ５ 处 理后 的 ７ ０ 对 ４１ Ｂ ４合金 与 淬 火态 的 ７ ７ 合 金进 行 比较 ， Ｃ ４５ 在 Ａ处 理过 程 中析 出相
７ ＸＸ铝合 金 的蠕 变 时 效 （ ｒｅ ｉｇ Ａ） Ｘ Ｃ ｅｐ Ａｇｎ ，Ｃ 已 引起 国内外 的关 注 。文献 Ｆ Ｏ １ ］ 道 了预拉 伸 ７ ７ ｌ ，１报 ４５ 铝 合 金 板 材 蠕 变 时 效 的 微 结 构 与 力 学 性 能 ， 现 在 发 ２５ ａ ４ ＭＰ 应力 条 件下 ， 采用 接 近 于 ７ ７ 一 ７ ４ ５Ｔ ３的 温度 与
蠕 变 时效 对 ７ ５ ０ ０铝 合 金 板 材 组 织 与 性 能 的影 响
７ １
蠕 变 时效 对 ７ ５ ０ ０铝 合 金 板 材 组 织 与 性 能 的 影 响
Ｍ ｉｒ ｔ ｕ ｔ ｅ ｎｄ Ｐｒ ｐｅ ｔｅ ｆ７ ５ １ ｍ ｉ ｕｍ ｃ ｏｓ ｒ ｃ ｕｒ ｓ ａ ｏ ｒ ｉｓｏ ０ ０ Ａ ｕ ｎ Ａ ｌｏｙ Ｓｈｅ ｔＤｕｒｎｇ Ｃｒ ｅ ｇ ｎｇ ｌ ｅ ｉ ｅｐＡ ｉ
ｃｅ ｐ ａ ｉｇ ｇ ｎ ｒ ｔ ｓｃ ｒ ｅ ｇ ｎ ｅ ｅ ａ ｅ ｏｎｔｎｕ ｓ ｙ ｄｅ ｏ ｍ ａ ｉ ｉ ｏｕ ｌ ｆ ｒ ｔｏｎ，ｗ ｈ ｃ ｏｖ ｄ ｓ ａ ｌ ｒ ｍ ｏ ｎｔ ｏ ｉ ｈ ｐｒ ｉ ｅ ａ ｇｅ ａ ｕ ｆ ｎｕｃｅ ｔｏ ｉ ｔ ｌ ａ ｉ ｎ ｐｏ ｎ ｓ ｆ ｈｅ ｐｒ ｃｐ ｔ ｔｏｎ ｏ ｈ ７ ｏｒｔ ｅ ｉ ｉａ ｉ ｆｔ ｅ Ｔ ｐａ ｔｃ ｅ ．Ｔｈｅ ｓｚ ｆｔ ７ ｒ ｉ ｌｓ ｉｅ ｏ ｈｅ Ｔ ｐａ ｔｃｅ ｓｓ ａ ｌｒ ｔ ａ ｈ ｔｏ ｈｅａ ｔｆｃａ ｒ ｉｌ ｓｉ ｍ ｌｅ ｈ ｎ ｔ ａ ｆｔ ｒ ｉｉｉ ｌ ａ ｎ ｇｉ ｇ． Ｅｓ ｅ ｉ ｌｙ，ｔ ｒ ｃｐｉａ ｉ ｎ ｆｅ ｏ ｓ ｎａ ｒ ｗｅ ｈａ ｔ ｔ ｏ ｈ ｒ ｉｉｉ ｌａ ｉ ｐ ｃａ ｌ ｈｅ ｐ ｅ ｉ ｔ ｔｏ ｒ ｅ ｚ ｎｅ ｉ ｒ ｏ ｒ ｔ ｎ ｈａ ｆ ｔ ｅ ａ ｔｆｃａ ｇ ｎｇ，ａ ｒ ｉ ｎｄ ｇ ａ ｎ ｂ ｎｄ ｒ ｅ ｉ ｉａ ｅ ｒ ｓ ｏ ｉ ｏｕ ． Ｔｈｅ ｔ ｎｓｌ ｔ ｅ ｔ ｎｄ ｔ ｅ ｉｔ ｎｃ ｏ ｅ ｆ ｌａ ｉ ｏ ｒ ｏｕ ａ ｙ ｐｒ ｃｐ ｔ ｔ ｓ ａ ｅ ｄｉｃ ｎｔｎｕ ｓ ｅ ｉｅ ｓ ｒ ｎｇ ｈ ａ ｈｅ ｒ ｓ ｓ ａ ｅ ｔ ｘ ｏ ｉ ｔｏｎ ｃ ｒ ｏ— ｓ ｏ ｆｔ ｒ ｅ ｇ ｎｇ ｓ ｍｐｌ ｓ ａ ｅ ｂ ｔ ｅ ｈ ｈｏｓ ｆｔ ｒ ｉｉ ｉｌａ ｉ ． ｉ ｎ ｏ ｈｅ ｃ ｅ ｐ ａ ｉ ａ ｅ ｒ ｅ ｔ ｒ ｔ ａｎ ｔ ｅ ｏ ｈｅ ａ ｔｆｃ ａ ｇ ｎｇ Ｋｅ ｒ ｓ： ０ ０ Ａ１ａ ｌ ｙ； ｒ ｅ ｇｉ ｇ； ｉｒ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ； ｅ ｈａ ｉａ ｏ ｅ ｔ ｅ ｏｌａ ｉ ｎ ｃ ｒ ｏｓｏ ｙ ｗｏ ｄ ７ ５ ｌｏ ｃ ｅ ｐ ａ ｎ ｍ ｃ ｏ ｔ ｕ ｔ ｒ ｍ ｃ ｎ ｃ ｌｐｒ ｐ ｒ ｙ； ｘｆ ｉｔｏ ｏ ｒ ｉ ｎ
7050铝合金热变形和动态再结晶行为的实验研究和数值模拟
A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Master’s Degree of Engineering
By Jia Yaojun Supervised by Prof. Zhou Jie Specialty： ME(Material Engineering Field )
III
重庆大学硕士学位论文
based on the data from hot compression test experiment. The results show that dynamic recrystallization takes place when 7050 aluminum alloy was deformed under the all deformation conditions mentioned above. ③ With the help of the flow stress constitutive equation and dynamic recrystallization model have been established, hot compression process was simulated based on DEFORM-3D by applying finite element methold. The results prove that the distributions of dynamic recrystallization volume fraction and grain size are uneven under the influence of uneven deformation. Dynamic recrystallization is complete and grain size is smaller in central large deformation zone ,while in marginal hard deformation zone dynamic recrystallization is more difficult to occur and the grain size is bigger,in free deformation zone dynamical recrystallization is halfway, the grains are mischcrystal and their size range between the center and marginal.In addition, the evolution rule of dynamic recrystallization during the forming process of 7050 aluminum alloy forgings are also researched. Keywords：7050-H112 Aluminum Alloy, Flow Stress, Constitutive Equation,Dynamic Recrystallization, Finite Element Simulation
7050铝合金高强高韧低SCC敏感性时效工艺与机理研究
６ ５ ａ 第 二 峰位 ， ０ ， 分 别 为 ５ ０ ａ ６ ０ ａ ２ ＭＰ ； ｏ ｒ２ ９ ＭＰ ，４ ＭＰ 。第 二 峰 位 断 裂 韧度 较 好 ， Ｉ ３ ． ＭＰ ｍ Ｓ Ｒ性 能 得 到 Ｋｃ ９ ５ ａ・ “ ， Ｃ 为
很 大 改 善 ， 界 应 力 强 度 因 子 Ｋ 为 １ ．２ＭＰ ｍ 。微 观 组 织 分 析 表 明 ： 金 双 峰 状 态 下 晶 内 及 晶 界 组 织 都 存 临 ２ ７ ａ・ 合
７× ××系铝 合 金是 应 航 空 航 天发 展 需 要 而开 发 出来 的一 类新 型高强 度铝合 金 ， 具有密 度低 、 比强 度高 、 易加 工成 型 等 诸 多 优 点¨“ 。但 这 类合 金 对 Ｓ Ｃ十分 敏感 ， 长 期 的使 用 过程 中容易 造 成腐 蚀 Ｃ 在 裂纹 的扩展 ， 由于 在应力 腐蚀 过程 中 ， 材料 构件 断裂 前没有 明显 的预 兆 ， 因此 存 在严 重 的 安全 隐患 ’ 。 随着生 产技术 的发 展 ， 业化 要求 越来越 高 ， 何拥 工 如 有获 得 高强 度 、 韧 度及 高 耐 腐 蚀性 成 为 ７× × × 高 系铝合 金作 为结构 材料 急需解 决 的问题 。为 了解决
在 极 大 差异 ， 一 峰 基 体 组 织 为 高 密度 Ｇ 第 Ｐ区 ， 晶界 为 连 续 带 状 １ 相 ， 二 峰 基 体 组 织 以 相 为 主 ， 界 为 断 续 离 １ 第 晶
散 的粗 大 １相 。 １
关 键 词 ： ００铝 合 金 ； 时 间 时效 ； 度 ； ７５ 长 强 断裂 韧 度 ； 力腐 蚀 开 裂 应
较 好 的耐腐蚀 性 能 ， 三级 时 效兼 顾 了力 学性 能 和 耐 腐 蚀性 能 ， 是强度 仍然 下降 了 ５ ～ ％ 但 ％ ７ 。 本 工 作 系 统地 研 究 了长 时 间 时效 条 件 下 ７ ５ ００ 铝 合金 的常规 力学 性能 变化规 律 以及应 力腐蚀 开裂 行为， 在此 基础 进一 步 分析 了晶界偏 析 与 Ｓ Ｃ敏感 Ｃ
7050铝合金时效成形工艺及力学性能研究
III
万方数据
南昌航空大学硕士学位论文
目录
目录
摘要..................................................................................................................................I Abstract............................................................................................................................II 第一章 绪论 ............................................................................................................... 1 1.1 研究背景与意义.............................................................................................. 1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 整体壁板成形方法比较 ................................................................................... 2 国内外时效成形研究....................................................................................... 2 时效成形技术当前研发趋势 ............................................................................ 6 时效成形在航空工业的应用 ............................................................................ 6 课题来源及研究内容....................................................................................... 7
7050_铝合金蠕变本构模型及其泛化能力研究
第15卷第7期李俞韦，等：2024铝合金孔洞缺陷搅拌摩擦点焊修复数值模拟与实验研究95Finite-Element Studies on the Effect of Tool Shape inFriction Stir Welding[J]. Journal of Engineering Manu-facture, 2010, 224(8): 1161-1173.[21] BENSON D J, OKAZAWA S. Contact in a Multi-Mater-ial Eulerian Finite Element Formulation[J]. ComputerMethods in Applied Mechanics and Engineering, 2004,193(39/40/41): 4277-4298.[22] LIU Qi-peng, LI Wen, ZHU Lei, et al. Tempera-ture-Dependent Friction Coefficient and Its Effect onModeling Friction Stir Welding for Aluminum Alloys[J].Journal of Manufacturing Processes, 2022, 84: 1054-1063.[23] ZAHMATKESH B, ENAYATI M H, KARIMZADEH F.Tribological and Microstructural Evaluation of FrictionStir Processed Al2024 Alloy[J]. Materials & Design,2010, 31(10): 4891-4896.[24] AL-BADOUR F, MERAH N, SHUAIB A, et al.Thermo-Mechanical Finite Element Model of FrictionStir Welding of Dissimilar Alloys[J]. The InternationalJournal of Advanced Manufacturing Technology, 2014,72(5): 607-617.[25] MISHRA R S, MA Z Y. Friction Stir Welding and Proc-essing[J]. Materials Science and Engineering: R: Re-ports, 2005, 50(1/2): 1-78. [26] 赵华夏, 董继红, 孟强. 7050高强铝合金搅拌摩擦焊典型宏观缺陷试验研究[J]. 精密成形工程, 2019, 11(6): 141-148.ZHAO Hua-xia, DONG Ji-hong, MENG Qiang. Ex-perimental Study on Typical Macroscopic Defects of 7050 High Strength Aluminum Alloy Friction Stir Welding[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2019, 11(6): 141-148.[27] 肖旋, 秦鼎强, 倪昱, 等. 铝合金薄板搭接高速FSW缺陷及断裂行为[J]. 精密成形工程, 2019, 11(6): 135- 140.XIAO Xuan, QIN Ding-qiang, NI Yu, et al. Defects ofHigh Speed Friction Stir Welding and Fracture Behaviorof Aluminum Alloy Thin Plate Lap Joints[J]. Journal ofNetshape Forming Engineering, 2019, 11(6): 135-140. [28] 邓运来, 邓舒浩, 叶凌英, 等. 焊后热处理对AA7204-T4铝合金搅拌摩擦焊接头组织与力学性能的影响[J].材料工程, 2020, 48(4): 131-138.DENG Yun-lai, DENG Shu-hao, YE Ling-ying, et al.Effects of Post-Weld Heat Treatment on Microstructuresand Mechanical Properties of AA7204-T4 Aluminum Alloy FSW Joint[J]. Journal of Materials Engineering, 2020, 48(4): 131-138.责任编辑：蒋红晨精 密 成 形 工 程第15卷 第7期96 JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING2023年7月收稿日期：2023–03–09 Received ：2023-03-09基金项目：航空科学基金（2020Z047056003）；江西省重点研发计划（20202BBEL53012） Fund ：Aeronautical Science Foundation of China(2020Z047056003); Key Research and Development Project of Jiangxi Province (20202BBEL53012)作者简介：徐显强（1996—），男，硕士生。
大变形量冷变形时效7050铝合金强化机理研究
大变形量冷变形时效7050铝合金强化机理研究下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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时效温度对7050_铝合金屈服强度的影响与本构模型研究
精 密 成 形 工 程第16卷 第3期 108JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING 2024年3月收稿日期：2024-01-14 Received ：2024-01-14基金项目：国家自然科学基金（52305332）Fund ：The National Natural Science Foundation of China (52305332)引文格式：周庆珩, 肖雪莲, 黄遐, 等. 时效温度对7050铝合金屈服强度的影响与本构模型研究[J]. 精密成形工程, 2024, 16(3): 108-114.ZHOU Qingheng, XIAO Xuelian, HUANG Xia, et al. Effect of Ageing Temperature on Yield Strength of Aluminium Alloy 7050 and Constitutive Modeling Investigation[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2024, 16(3): 108-114. *通信作者（Corresponding author ）时效温度对7050铝合金屈服强度的影响与本构模型研究周庆珩1，肖雪莲1，黄遐1,2，李勇1，李东升1，周文彬1*（1.北京航空航天大学，北京 100191；2.中国航空制造技术研究院，北京 100024）摘要：目的 预测不同时效条件下7050铝合金力学性能的演化规律，为多级快速时效热处理工艺提供理论基础。
方法 分别在120、160、180 ℃温度下对7050铝合金进行0~8 h 时效热处理，并进行室温单拉试验，获得相应时效条件组合的应力-应变曲线及屈服强度演化曲线，建立统一时效本构模型，模拟微观组织（沉淀半径、溶质浓度）的演化规律，根据微观组织的演化规律，模拟由析出强度与固溶强度组成的屈服强度的演化规律。
7050超高强铝合金蠕变时效成形行为与性能研究
文章编号：2096 − 2983(2020)03 − 0007 − 08DOI: 10.13258/ki.nmme.2020.03.0027050超高强铝合金蠕变时效成形行为与性能研究崔振华， 刘晓艳， 王路路， 刘彦鹏， 张轩瑞（河北工程大学 材料科学与工程学院，河北 邯郸 056038）˙ε=e 12.226σ1.66exp(−120536/RT )摘要：对7050超高强铝合金进行蠕变时效处理，采用维氏硬度、晶间腐蚀和剥落腐蚀等试验对其力学性能与腐蚀行为进行研究，采用光学显微镜和透射电子显微镜对微观组织进行观察，研究蠕变时效对合金微观组织与性能的影响。
结果表明：合金的稳态蠕变速率随温度的升高和应力的增大而逐渐升高，时效温度是影响合金蠕变速率和抗腐蚀性能的主要因素。
7050超高强铝合金的稳态蠕变速率与蠕变应力和蠕变温度的关系可以表示为：。
蠕变时效处理后，合金的维氏硬度、抗晶间腐蚀和抗剥落腐蚀性能均得到提高。
合金在120 ℃和140 ℃下蠕变时效后，维氏硬度和抗腐蚀性能都保持在较高的水平，160 ℃下合金的维氏硬度和抗腐蚀性能均较低。
人工时效后，7050超高强铝合金中的主要强化相为大量弥散分布的η′相，蠕变时效后，晶内和晶界析出相尺寸略有减小，晶界析出相分布不连续，电化学腐蚀速率减小，合金抗腐蚀性能提高。
关键词：超高强铝合金；蠕变时效；性能；微观组织中图分类号：TG 146.2 文献标志码：AStudy on Creep Age Forming Behavior and Properties of 7050Ultra -high Strength Aluminum AlloyCUI Zhenhua ， LIU Xiaoyan ， WANG Lulu ， LIU Yanpeng ， ZHANG Xuanrui(School of Materials Science and Engineering, Hebei University of Engineering, Handan 056038, China)˙ε=e 12.226σ1.66exp(−120536/RT )Abstract: The 7050 ultra-high strength aluminum alloy was subjected to creep aging treatment. Themechanical properties and corrosion behaviors were studied by some tests including Vickers-hardness,intergranular corrosion and exfoliation corrosion. The microstructures were analyzed by optical microscope and transmission electron microscope. The effects of creep aging on microstructures and properties of the alloy were studied. The results show that the steady creep rate of the alloy is increased gradually with the increase of temperature and the rise of stress. Aging temperature is the main factor affecting the creep rate and corrosion resistance of the alloy. The relationship between the steady creep rate, creep stress and creep temperature of 7050 ultra-high strength aluminum alloy can be expressed as:. After creep aging treatment, the Vickers-hardness, intergranular corrosion resistance and exfoliation corrosion resistance of the alloy are all improved. After creep aging at 120 ℃ and 140 ℃, the hardness and corrosion resistance of the alloy all keep at high level. The有 色 金 属 材 料 与 工 程第 41 卷 第 3 期NONFERROUS METAL MATERIALS AND ENGINEERING Vol. 41 No. 3 2020收稿日期：2019−03−23基金项目：国家自然科学基金资助项目（51601053）；河北省科学技术研究项目（ZD2018213）作者简介：崔振华（1995—），男，硕士研究生。
7050铝合金热压缩本构方程
《 大型铸锻件》
ＨＥ ＡＶＹ Ｃ Ａｓ ｒ ⅡＮＧ ＡＮ Ｄ Ｆ ＯＲＧ Ｉ ＮＧ
Ｎｏ． ６ Ｎｏ ｖ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ２０１ ６
试验研究 尊
７ ０ ５ ０铝 合 金 热 压 缩本 构 方 程
沈文 涛 张 鹏 高 蕾 孙 丙金
（ 中国第二重 型机械集 团德 阳万航模锻有 限责任公 司， 四川 ６ １ ８ ０ ０ ０ ）
ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｒ ａ ｔ ｅ ｏ ｆ ０ ． ０ １ ｓ ～ 一３ ｓ ～ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｆ ｏ ｍａ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ２ ５ ０～４ ５ Ｏ ℃ ．１ ’ ｈ ｅ ｌ ｆ ｏ ｗ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ｏ ｆ ｍａ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｌ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ
抗应力腐蚀等优点， 在国民经济的发展 中起着巨
大 的作用 。铝 合金 锻件是 铝合 金制 品 中非 常重 要 的一种 形 式 ， 具 有组 织 均匀 、 力 学 性 能好 等优 点 ， 主要应用 于航 空航 天 、 交通 运输 、 船舶 、 能 源动力 、
石油化工等领域特别重要的承力结构部件 。７ ０ ５ ０ 铝合金是在 ７ ０ ７ ５基础上提 高 ｚ ｎ 、 ｃ ｕ含 量 以及 Ｃ ｕ ／ Ｍｇ的 比值 ， 并用 ｚ ｒ 代替 Ｃ ｒ ， 克服 了淬火 敏 感
摘 要： 利用 Ｇ ｌ ｅ ｅ ｂ ｌ ｅ ． ３ ８ ０ ０热模拟试验机进行了 ７ ０ ５ ０铝合金热轧板材高向试样在应变速率 ０ ． ０ １ ｓ ～一 ３ ｓ ～， 变 形温度为 ２ ５ ０— ４ ５ ０ ￣ Ｃ 条件下的恒速率等温压缩实验。得到 了材料的流变应力曲线 ， 分析了合金 的流变应力变化 特征 ， 建立 了合金 的流变应力本构方程 ， 为采用 ７ ０ ５ ０铝合金热轧板材作为坯料进行热加工工艺提供了理论依据。 关键 词 ： ７ ０ ５ ０铝合金 ； 热变形 ； 应力一 应变 曲线 ； 本构方程