AA7085铝合金动态再结晶临界条件研究
7085铝合金热变形的流变应力行为和显微组织
7085铝合金热变形的流变应力行为和显微组织陈学海;陈康华;梁信;陈送义;方华婵【摘要】采用Gleeble-1500热模拟机进行热压缩实验,研究7085铝合金在变形温度为350～470℃、应变速率为0.001～1s(-1)条件下的流变应力变化规律和变形后的显微组织.研究表明:7085铝合金的流变应力随应变速率增大而增大,随变形温度升高而减小.该合金热压缩变形的流变应力行为可用双曲正弦形式的本构方程描述为ε=A[sinh(ασ)](n)exp(-Q/RT),也可用Zener-Hollomon参数来描述,其参数A、α、n以及热变形激活能Q分别为2.722 54×10(11)s(-1)、0.016 03 MPa(-1)、6.259以及176.58 kJ/mol.随着温度升高和应变速率降低,合金的主要软化机制由动态回复逐渐转变为动态再结晶.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2011(016)002【总页数】6页(P225-230)【关键词】7085铝合金;热变形;流变应力;本构关系;显微组织【作者】陈学海;陈康华;梁信;陈送义;方华婵【作者单位】中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙,410083;中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙,410083;中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙,410083;中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙,410083;中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】TG146.2Al-Zn-Mg-Cu系合金具有比强度高、断裂韧性和耐腐蚀性好以及焊接性能优良等特点，广泛用于航空航天等领域[1-4]。
已有 Al-Zn-Mg-Cu系合金的锻件或厚板在厚度方向上的性能差异大，如7055合金厚度限于38mm，7150合金的厚度也不允许大于120mm，而新型高强7085铝合金由于熔铸性以及淬透性好，其锻件最大厚度可达 240mm，在新一代大飞机结构件中的应用潜力巨大[5-6]。
铝合金热加工过程的回复与动态再结晶
铝合金热加工过程的回复与动态再结晶动态回复在材料的再结晶温度以上的加工过程称为热加工，在加工过程中伴随发生的回复过程称为动态回复。
动态回复主要发生在层错能高的金属的热加工过程中，如铝及铝合金、铁素体钢、镍合金等。
可以把变形过程中的动态回复过程看成是与通常的静态回复相类似的过程。
在这个过程中螺位错交滑移，刃位错攀移，造成位错对消和重排，并发生多边形化过程。
攀移必然伴随扩散过程，因此只有温度高于0.STm时的回复过程才会包括明显的位错攀移运动。
低温时的动态回复主要是位错的交滑移过程[27】。
在热加工过程中，一方面因形变使位错不断增殖和积累，另一方面，通过热激活使位错偶对消、胞壁锋锐规整化形成亚晶以及亚晶合并等过程也在进行，这些过程因外加应力对小角度晶界移动和反号位错对消提供了附加的驱动力而以更快的速度进行，就是说在应变硬化的同时发生动态回复。
这两类相反的过程在热变形中相互消长程度取决于被热加工金属材料的本性、形变速率和形变温度等因素。
对于高层错能材料位错的交滑移和攀移过程容易进行，因而热加工时容易发生动态回复，甚至回复过程可以完全和应变硬化平衡。
这时，在应力一应变曲线上出现流变应力不随应变而变化的稳态应变。
在到达稳态阶段前，由于加工硬化速度大于回复速度，随着应变的增加，位错密度增加，亚晶也在发展，晶粒伸长。
在稳态流变阶段中，晶粒仍然随流变方向伸长，但是位错密度保持不变，回复所形成的亚晶保持等轴形状，并且其尺寸大体保持不变。
图2一1综合描述了发生动态回复的应力一应变曲线以及显微组织的变化。
另外，在稳态阶段中，虽然流变应力保持常数，但还没有达到显微组织的真正稳态，在亚晶界面张力以及位错密度的作用下，原来的晶界会发生局部的迁动，使伸长晶粒的晶界变成锯齿状。
图2一1发生动态回复的应力一应变曲线以及微观组织变化s，一开始德态流变的应变在同一应变速率条件下，变形温度越高，动态回复进行的越快，因而在稳态流变阶段的位错密度越低，亚晶尺寸也比较大。
AA7085铝合金动态再结晶临界条件研究
AA7085铝合金动态再结晶临界条件研究AA7085铝合金是一种常用的高强度铝合金材料，具有优良的力学性能和耐腐蚀性能。
在工程实践中，AA7085铝合金通常会经历热加工过程，其中动态再结晶是一种重要的微观组织演变现象。
动态再结晶可以显著影响材料的力学性能和加工工艺性能，因此研究AA7085铝合金的动态再结晶临界条件具有重要的意义。
动态再结晶是指在高温、高应力条件下，由于材料的应变集中和变形热积累，原有的冷变形组织被破坏并逐渐形成新的再结晶晶粒。
动态再结晶的发生受到多种因素的影响，如温度、应变速率、应变量和材料初生晶粒大小等。
确定动态再结晶的临界条件是理解和控制材料的再结晶行为的关键。
在AA7085铝合金中，研究动态再结晶的临界条件对于了解其再结晶行为和优化热加工工艺具有重要的意义。
根据文献报道，AA7085铝合金在高温下通常会出现动态再结晶现象，并且其临界条件与加工参数密切相关。
例如，随着变形温度的升高，材料的动态再结晶临界应变量会增加；而在不同应变速率下，动态再结晶临界应变量也会有所不同。
除了温度和应变速率外，材料的初生晶粒大小对于动态再结晶也有一定的影响。
初生晶粒大小的变化会影响材料的晶粒结构和应变集中度，从而影响动态再结晶的发生。
因此，在研究AA7085铝合金的动态再结晶临界条件时，还需要考虑初生晶粒大小的影响。
为了确定AA7085铝合金的动态再结晶临界条件，可以通过金相显微镜观察动态再结晶晶粒的形貌和分布情况，同时结合压缩实验数据进行分析。
通过建立动态再结晶临界应变量与温度、应变速率以及初生晶粒大小的关系模型，可以预测材料的再结晶行为，并为优化热加工工艺提供参考依据。
综上所述，AA7085铝合金的动态再结晶临界条件研究具有重要的意义，可以为了解材料的再结晶行为和优化热加工工艺提供重要参考。
通过深入研究动态再结晶的影响因素和机制，可以为进一步提高AA7085铝合金的力学性能和加工性能提供理论基础和实践指导。
7085铝合金锻件孔挤压强化工艺及机理研究
7085铝合金锻件孔挤压强化工艺及机理研究铝合金锻件是一种常见的工程零件，具有轻质、高强度和良好的加工性能等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造和电子设备等领域。
针对铝合金锻件中孔洞对其力学性能的影响，孔挤压强化工艺被引入，可以有效提高其抗拉强度和抗疲劳性能。
铝合金锻件孔挤压强化工艺是通过在孔洞周围施加压力，使孔壁塑性变形，达到增加材料强度和耐久性的目的。
该工艺主要包括两个步骤：孔挤压和回火处理。
孔挤压是指在锻件上施加一定的挤压力，使孔洞周围的材料产生压缩塑性变形，从而增强周围区域的力学性能。
回火处理是通过加热和冷却过程，使材料的组织结构进一步稳定和强化。
孔挤压强化的机理主要有以下几个方面：1.塑性变形机制。
孔挤压过程中，材料受到外界力的作用，发生塑性变形。
材料的晶格结构产生滑移，晶界发生移动和滑移，使得材料的晶粒得到细化，提高材料的强度和硬度。
2.冷变形机制。
在孔挤压过程中，材料受到的变形能量会导致材料内部形成强应变区域，这些强应变区域会进一步提高材料的硬度和强度。
3.残余应力机制。
孔挤压过程中，材料的外部受到的压力会在挤压后消失，但由于材料的弹性回复率有限，仍会产生残余应力。
这些残余应力可以提高材料的抗拉强度和抗疲劳性能。
研究表明，孔挤压强化工艺可以显著提高铝合金锻件的力学性能。
通过合理选择挤压参数，可以实现孔挤压的最佳效果。
此外，挤压后的回火处理也对最终的性能有重要影响。
对材料进行适当的热处理可以进一步稳定组织结构，消除内部残余应力，提高材料的稳定性和耐久性。
综上所述，7085铝合金锻件的孔挤压强化工艺及机理研究对于提高铝合金锻件的力学性能具有重要意义。
研究者可以通过实验和模拟分析等手段，深入了解铝合金锻件在孔挤压过程中的变形机制和应力分布情况，并在此基础上优化工艺参数和热处理方案，实现铝合金锻件力学性能的最大化。
7085铝合金的热变形动态再结晶行为
Dynamic recrystallization behavior of 7085 aluminum alloy during hot deformation
Dong-feng LI1,2,3, Duan-zheng ZHANG1,2, Sheng-dan LIU1,2,4, Zhao-jun SHAN1,2, Xin-ming ZHANG1,2,4, Qin WANG1,2, Su-qi HAN1,2
1. School of Materials Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China; 2. Key Laboratory of Nonferrous Metal Materials Science and Engineering, Ministry of Educaystallization (DRX) often occurs in aluminum and aluminum alloys during hot deformation, and generally there are continuous dynamic recrystallization (CDRX) and discontinuous dynamic recrystallization (DDRX) [1,2]. In most aluminum alloys, DDRX was rarely observed because of its high tendency to recover [3,4]; however, some recent investigations have shown that DDRX may occur in Al−Mg, Al−Cu−Li and Al−Zn−Mg−Cu alloys [5−7]. CDRX was reported to occur at high temperatures and low strain rates [5,8,9], and at severe strain geometric dynamic recrystallization (GDRX) tends to occur [7,8]. It is known that particle-stimulated nucleation (PSN), strain-induced boundary migration (SIBM) or subgrain rotation (SGR) is the possible mechanism of DRX. PSN
7085铝合金的高温压缩流变应力及软化行为
（ｔｔ ｙＬ ｂ ｒｔｒ ｆ ｏ ｅ ｔｌ ｒｙ Ｃ ｎｒｌ ｏ ｔ ｉｅｓ ｙ Ｃｈ ｎ ｓａ４ ０ ８ ， ｉａ ＳａｅＫｅ ａ ｏａｏｙｏ Ｐ ｗｄ ｒ ｍｅａｌ ｇ ， ｅ ｔａ ｕｈＵｎｖ ｒｉ ， ａ ｇ ｈ １ ０ ３ Ｃｈｎ ） ｕ Ｓ ｔ
Ａｂｓｒ ｃ：Ｔｈ ｏ ｓｒ ｓ ｎｄ ｓ ｆｅ ｉ ｅ ａ ｏ ｆｆ ｒ ｃ ｏ ｌｄ ７ ８５ ａｕ ｉ ｕ ａｌｙ ｗ ｅ ｅ ｓｕ ｉｄ ｂｙ ｔａ ｔ ｅ ｆ ｗ ｔｅ ｓ ａ ｏ ｔｎｎｇ ｂ ｈ ｖｉｒ ｏ ｕ ｎａ ｅｃ ｏ ｅ ０ ｌｍ ｎ ｍ ｌｏ ｒ ｔ ｄ ｅ ｌ
Ａｕ ． ０ ２ ｇ ２ １
７８ ０ ５铝合金 的高温压 缩流变应 力及软 化行为
贾 乐，陈康 华，陈送 义，彭国胜 ，董朋 轩，金 狂浩
（ 中南大学 粉末冶金 国家重 点实验室，长沙 ４ ０ ８ ） １ ０ ３
摘
要 ：对 均匀 化炉冷态 ７ ８ ０ ５铝合 金进 行高温压缩实验 ，研究该合金在 变形温度为 ３ ０ ４ ０ ℃、变形速 率为 ５－５
ｃ ｍ ｐ ｅ ｓｏ ｆ ｒ ａ ｉ ｎ ａ ｌ ｖ ｔ ｄ ｔ ｍ ｐｅ ａ ｕ ｅ ｏ ｒ ｓ ｉ ｎ ｄｅ ｏ ｍ ｔｏ ｔｅ ｅ ａ ｅ ｅ ｒ ｔｒ
ＪＡ ， Ｉ Ｌｅ ＣＨＥＮ ｎｇ ｈ ａ ＣＨＥＮ ｏ ｇ ｙｉＰＥ Ｇ ｏ ｓ ｎ ， Ｋａ － ｕ ， Ｓｎ－ ， Ｎ Ｇｕ —ｈｅ ｇ ＤＯＮ Ｇ ｎｇ ｘ ａ ＪＮ Ｐｅ － ｕ ｎ， Ｉ Ｋｕａ ｇ ｈａ ｎ— ｏ
第 １ ７卷 第 ４期
、０ ．７Ｎｏ４ ，Ｉ１ ．
粉 末冶金材料科学与工程
Ｍ ａ ｅ ｉ ｌ ｉ ｎ ｅａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒ ｎ ｆＰ ｗｄ ｒＭ ｅ ａ ｌ ｒ ｙ ｔｒａｓ Ｓｃｅ ｃ ｎ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｏ ｏ ｅ ｔ ｌ ｇ ｕ
多向压缩对7085铝合金挤压材组织和力学性能的影响_莫纪平
瑶，蒋
伟
7XXX 铝合金因密度低，比强度高，是现代航空 航天、武器装备领域不可或缺的关键结构材料。随着 航空、航天等领域的高速发展，对高强结构铝合金性 能提出了越来越高的要求，如何进一步提高 7XXX 系 高强铝合金性能一直是一个备受关注的研究热点
[1-3]
挤压， 最终挤压成 30 mm×30 mm×20 mm 的长方体。 将 该长方体一分为二，一半进行多向压缩处理。图 1 中 1 面为原挤压材横截面(垂直于原挤压材轴线的面)，2 面 3 面为原挤压材的纵截面(平行于原挤压材轴线的面)。 在接下来的 6 道次锻造过程中， 按照图 1 所示的工艺顺 序进行 6 道次压缩，每次压缩前进行 350 ℃/10 min 预 热。 将经过和没有经过多向压缩的合金挤压材进行强化 固 溶 （ 470 ℃/2 h+480 ℃/2 h+490 ℃/2 h ） 和 T76 （121 ℃/5 h+153 ℃/16 h）时效处理，对 2 种合金挤压 材进行拉伸测试、XRD 和 EBSD 分析。拉伸性能测试 参照 GB/T228-2002 标准，在 WDW-200G 微机高温电 子万能试验机上进行。 合金的衍射峰和其半高峰宽在在 D/max-2500PC 型 X 射线衍射仪上测定，设定设备的扫 扫描范围为 10o ~90o， Cu 靶 Kα 射线， 描速率为 5o/min， 波长 （ λ） 为 0.154 06 nm。 在配有 Oxford Instrument HKL EBSD 设备的 Zeiss Supra 55 SEM 上对合金进行扫描。
0.10
0.0000 0.00
0.02
0.04 0.06 0.08 ( )/ (tan sin )
0.0000 0.10 0.00
铸造合金的高温高应力下的动态再结晶行为
铸造合金的高温高应力下的动态再结晶行为在铸造合金的生产过程中，高温高应力是不可避免的。
这些条件对于合金的性能和结构产生着重要的影响。
其中，动态再结晶行为是一个关键的研究课题，对于进一步提高铸造合金的性能具有重要意义。
一、动态再结晶的定义动态再结晶，是指在高温高应力下，材料原有的晶界被消除，形成新的晶与晶之间的再结晶。
这个过程是通过晶体的滑移、再结晶核形成和长大三个步骤完成的。
二、动态再结晶的影响因素1. 温度温度是动态再结晶的重要因素之一。
合金在高温下更容易发生动态再结晶，因为高温可以促进晶体的滑移和扩散，进而形成新的晶体。
2. 应力应力也是影响动态再结晶的关键因素。
高应力可以提高晶体的滑移速率，从而增加动态再结晶的速率和程度。
3. 变形速率变形速率对动态再结晶的影响较为复杂。
一方面，较高的变形速率可以促进晶体的位错滑移，从而促进动态再结晶的形成；另一方面，过高的变形速率可能会导致晶粒的细化过程中的超过形核晶粒的形成。
4. 合金成分合金的成分对动态再结晶也具有较大影响。
合金的成分可以影响合金的物理性质和滑移方程，从而对动态再结晶的过程和形成起到调控的作用。
较高的晶体形成率可以促进合金的动态再结晶过程。
三、动态再结晶的机制动态再结晶的机制主要有三种：固溶体化机制、再结晶核形成机制和段階动态再结晶机制。
1. 固溶体化机制固溶体化机制是指在高温下，由于合金的溶解度增加，原有的晶体边界被溶解并形成了固溶体。
这个过程主要发生在高温下的合金中，如镁合金。
2. 再结晶核形成机制再结晶核形成机制是指在晶界滑移的过程中，表面能降低，形成新的晶界，从而形成动态再结晶晶粒。
这个过程主要发生在高应力下的合金中，如钢。
3. 段階动态再结晶机制段階动态再结晶机制是指在局部区域内，晶粒先通过滑移形变细化再逐渐形成新的晶界。
这个过程主要在高变形速率和应力下的合金中发生。
四、动态再结晶的应用价值动态再结晶的研究具有重要的应用价值。
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文章编 号 ： １ ０ ０ １ — ９ ７ ３ １ （ ２ ０ Ｊ ３ ） ２ ２ பைடு நூலகம் ３ ２ ６ １ — ０ ５
ＡＡ７ ０ ８ ５铝 合 金 动 态 再 结 晶 临界 条 件 研 究
刘 文 义 ， 黄 光 杰 ， 张 志 清 ， 林 林 ， 刘 庆
２ 材 料 及 实 验 方 法
２ ． １ 实 验 材 料
所 用材 料 为 ＡＡ７ ０ ８ ５铝 合 金 ， 其 成 分 为 ＡＡ７ ０ ８ ５ 铝 合金 的名 义成 分 ， 各 合 金 元 素 质 量分 数 如 下 ： ７ ． ｏ Ｆ ｏ
～
８ ．０
Ｚｎ，１ ．２ ～ １ ．８
１ 引 言
ＡＡ７ ０ ８ ５ ［ １ 超 高强 铝 合 金 属 于 Ａ１ 一 Ｚ ｎ — Ｍｇ ～ Ｃ ｕ系 合
金， 由美 国 ＡＩ Ｃ ＯＡ 公 司 于 ２ ０ ０ ３年 开 发 ， 它 具 有 较 好
控 制合 金 的再结 晶行 为 ， 提 高材 料综合 性 能 的 目的 ， 从 而 为制 定合 理 的热 变 形 工 艺 提 供 理 论 依 据 和 实 验 基
单 向热压 缩模 拟 实验 ， 研 究 了其 热 变 形 行 为 以 及 动 态
国外对 ＡＡ７ ０ ８ ５铝 合金 的加工 工艺 以及 热处 理 工 艺 均处 于保 密 状 态 ， 目前关 于 ＡＡ７ ０ ８ ５铝 合 金 的研 究 报 道 较多 ， 如沈耀 红等ｌ ＿ １ 门研 究 了 均 匀 化 后 水 冷 状 态 ＡＡ７ ０ ８ ５铝 合 金 的 等 温 热 压 缩 的 流 变 行 为 ， 建立 了
础 。
的熔铸 性 ， 较 高的强 度 ， 良好 的塑性 以及 优 良的淬 透 性
等 优点 ， 广 泛用 于航 空 航 天 等 领 域 ］ ， 其 锻 件 是 迄 今
为 止制 造 出 的最 大 的飞 机模 锻件 。 ］ 。 金 属材 料 在热 变形 时 ， 其 组 织发 生 两方 面 的变化 ， 即加工 硬 化和 动态 软化 ］ 。动态 软化 方 式 包含 动 态 回 复 和动 态再 结 晶 。因为 是在 热变 形过 程 中发生 的 旧复 和再 结 晶 ， 因此 称 为 动 态 回复 和 动 态 再 结 晶 。动 态 回 复 和动 态再 结 晶 是竞 争 的 过程 ， 当 动 态 回复难 以 抵 消 位 错 的增殖 ， 且 位 错 积 累 到 一定 程 度 时 即 可发 生 动 态 再结 晶 ， 所 以动 态 再 结 晶可 以消 除 加 工 硬化 过 程 中 累
态 再结 晶 临界条 件 ， 即临界 应变 与 Ｚ ｅ ｎ ｅ ｒ — Ｈｏ ｌ ｌ ｏ ｒ ｎ ｏ ｎ参 数 的定 量关 系式 ， 希望 通 过 变 形 达 到 细化 晶粒 并 有 效
中图分 类 号 ： ＴＧ１ ４ ６ ． ２ １
文献标 识 码 ： Ａ
ＤＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ９ ７ ３ １ ． ２ Ｏ １ ３ ． ２ ２ ． ０ ｌ １
（ １ ．重 庆大 学 材料 科学 与 工程 学 院 ， 重庆 ４ ０ ０ ０ ４ ４ ； ２ ．西南 铝 业 （ 集 团） 有 限责 任公 司 ， 重庆 ４ ０ １ ３ ２ ６ ）
摘 要 ： 在 ２ ５ ０ ～４ ５ ０ 。 Ｃ的 温 度 范 围 和 ０ ． ０ １ ～１ ０ Ｓ 的 变形速 率 范 围 内， 对 ＡＡ７ ０ ８ ５超 高 强 铝 合 金 进 行 了
关键词： ＡＡ７ Ｏ ８ ５铝 合 金 热 压 缩 模 拟 ； 动 态 再 结 晶 临 界 条 件
界 条件 鲜有 报 道 。本 文 通过 单 向等 温 压 缩 实验 ， 根 据 热 力学 不可 逆原 理 的动 力 学 条件 ， 得 出实 验 条 件 下 的 动 态再 结 晶临 界应 变 值 ， 从 而 建 立 ＡＡ７ ０ ８ ５铝 合 金 动
料 内部 发 生 了动 态再 结 晶 ； 其 临界 应 变 随着 变形 温 度 的上 升 而减 小 ， 随着 变形速 率 的增 加 而增 加 ， 根据热 力 学不 可逆 性原 理 ， 获 得 了 ＡＡ７ ０ ８ ５铝 合金 的 动 态再 结
晶的 临界 条件 ， 并 分 析 了 热 变 形 过 程 中 的 组 织 变 化 规
Ｍ ｇ，１ ．３
～ ２ ．０ Ｃ ｕ，
０ ． ０ ８ ～Ｏ ． １ ５ Ｚ ｒ ， Ｆ ｅ含 量 ≤ ０ ．０ ８ ， Ｓ ｉ含 量 ≤ ０ ． ０ ６ ， 材料经 过均 匀化 处理 。
再结 晶 的 临 界 条 件 。研 究 表 明 ， ＡＡ７ ０ ８ ５铝 合 金 兵 流 变应 力 随 着 变 形 温 度 的升 高和 变 形 速 率 的 下 降 而 降
低， 其 变形 激 活 能较 低 ， 为 １ ７ ５ ｋ Ｊ ／ ｍｏ ｌ ， 有 利 于 进 行 热
塑性加 工 ， 高 于 纯 铝 的 自扩 散 激 活 能 （ １ ６ ５ ｋ Ｊ ／ ｏｏ ｔ １ ） ， 材
律 。
行为 ， 建立 了应 变 量 和 本 构方 程 参 数 之 间 的 关 系 。但 是 这些 研究 主要集 中于不 同热处 理状 态 的 ＡＡ７ ０ ８ ５铝
合 金 的等温 热压 缩 的热变形 行 为 的本 构 方程 和 软化 机 制 研究 ， 而 对于 热 压缩 过程 中产 生 的 动态 再 结 晶 的临
ＡＡ７ Ｏ ８ ５铝 合金 水冷 态 的本 构 方 程模 型 ； 陈 学 海 等口 胡
研 究 了均匀 化 空 冷状 态 ＡＡ７ Ｏ ８ ５铝 合 金 的流 变 行 为 ， 揭 示 了 ＡＡ７ ０ ８ ５铝合 金 的 主要 软 化机 制 ； 贾 乐 等Ⅱ 研 究 了均 匀化 随炉 冷却 状态 ＡＡ７ ０ ８ ５铝合 金 的高 温流 变