脉冲处理对Al-6Zn-3Mg-2Cu合金铸轧板组织及性能的影响

研究了常规铸轧过程中施加20、50和150Hz频率,电流强度为400A的脉冲电流对Al-6Zn-3Mg-2Cu合金铸轧板的组织及力学性能的影响。结果表明,经20Hz的脉冲电流处理后,Al-Zn-Mg-Cu合金铸轧板偏析情况大为改善,微观组织显著细化;150Hz脉冲电流对铸轧板的组织影响不大;铝合金中τ相广泛分布,呈网状或岛状;同时,经20Hz脉冲电流处理的铸轧板抗拉强度可达320MPa,是常规铸轧板强度的1.3倍;样品具有脆性断裂特征,脉冲处理后韧性有所提高。

脉冲电场下的7075双辊铸轧板热变形行为

在变形温度250~350℃和应变速率0.001~0.01 s^(−1)的条件下进行热拉伸试验,研究了厚度为5 mm的7075合金传统铸轧板和电脉冲铸轧板的微观组织和热成形性能。实验用脉冲电流参数为:单周期脉宽0.005 s和峰值强度300 A。结果显示,脉冲电流能够促进凝固过程的枝晶细化,并诱发组织均匀化。由于电磁振荡增强了凝固过程中溶质混合能力,极压电流有效地促进了晶粒细化和析出相的均匀化。同时,面心立方(fcc)铝合金铸轧板织构具有{423}<144>取向,经脉冲电流改性后,取向为{421}<216>。脉冲电流处理后的合金峰值流动应力约为未处理合金的1.1~1.3倍。电子背散射衍射分析表明,脉冲电流通过促进动态再结晶的方式,有效地改善了晶粒的择优分布。在此基础上,分别建立了铝合金带材的双曲正弦方程和含Zener-Holloman参数的本构模型。此外,通过对断口形貌的观察发现,脉冲电流的引入有利于提高7075铝合金的高温机械性能。最后建立了优化的工艺流程图,并确定了适宜的热加工温度为290~330℃和应变速率为0.001~0.002 s^(−1)。