7075鋁合金熱加工性能的實(shí)驗(yàn)與理論分析研究.pdf

1、本文對7075鋁合金圓柱試樣進(jìn)行熱壓縮模擬試驗(yàn)，采用的變形溫度為300、350、400、450℃，應(yīng)變速率為0.01、0.1、1、10s-1，壓縮量為60％。通過實(shí)驗(yàn)得到了不同條件下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線及顯微組織，通過數(shù)學(xué)回歸分析及有限元分析等方法，研究了7075鋁合金的熱變形行為、最大損傷值、損傷敏感率、臨界損傷因子及熱加工圖。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：
　　 1. 分析了溫度及應(yīng)變速率對流變應(yīng)力及顯微組織的影響規(guī)律；建立了7075

2、鋁合金Arrhenius型模型、Fields-Backofen模型及加入軟化因子的模型，并分別與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了對比。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：Arrhenius型模型對峰值應(yīng)力的預(yù)測值與實(shí)驗(yàn)相比，最大誤差為20.95％，其余誤差均較小，而且通常比實(shí)驗(yàn)值?。籉ields-Backofen模型不能描述整個(gè)應(yīng)變階段的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系；溫度為300℃，應(yīng)變速率為10s-1的時(shí)候，加入軟化因子的模型與實(shí)驗(yàn)值相差較大，最大處達(dá)到47％，其它情況下，計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)

3、吻合相對較好。
　　 2. 采用DEFORM-2D塑性有限元模擬軟件，對7075鋁合金熱壓縮物理模擬實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行模擬仿真，分析了最大損傷值及損傷敏感率隨溫度和應(yīng)變速率變化規(guī)律，確定了材料出現(xiàn)裂紋時(shí)的臨界損傷因子，繪制了7075合金在不同溫度及應(yīng)變速率下的臨界損傷因子分布規(guī)律圖。結(jié)果表明：最大損傷值及損傷敏感率均不隨溫度和應(yīng)變速率呈規(guī)律性變化，最大損傷值隨應(yīng)變量的增加而呈規(guī)律性增大，損傷敏感率隨應(yīng)變量的增加而減小，最后趨于穩(wěn)定；7

4、075鋁合金的臨界損傷因子是一個(gè)在0.255～0.453范圍內(nèi)變化的變量。在溫度一定的時(shí)候，隨著應(yīng)變速率的增加，臨界損傷因子是先增大后又逐漸減?。辉趹?yīng)變速率一定的時(shí)候，隨著溫度的增加，臨界損傷因子同樣是先增大后又逐漸減小。
　　 3.基于動態(tài)材料模型加工圖理論，繪制了應(yīng)變?yōu)?.2、0.4和0.6時(shí)7075鋁合金的加工圖，并結(jié)合顯微組織觀察對其進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：在熱壓縮的不同溫度及應(yīng)變速率條件下，均有動態(tài)再結(jié)晶發(fā)生，而且在應(yīng)變