211Z.X耐热高强韧铝合金热变形行为及加工图研究

在Gleeble-3500热模拟试验机上对211Z.X耐热高强韧铝合金进行了等温热压缩实验,实验的应变温度为350~500℃、应变速率为0.01~10s^(-1)。研究了不同变形条件下的流变特征,并分析该合金高温变形时流变应力的规律,构建了材料流变应力本构模型;同时基于动态材料模型建立了加工图,确立了该合金在实验条件的最佳工艺参数。结果显示:功率耗散图与失稳图随应变量的增加而变化,功率耗散峰区由3个逐渐减为1个,失稳区域随应变而移动并逐渐增大;在加工图中,随着应变的增大,安全加工区域逐渐减小。综合加工图与微观组织的分析结果,211Z.X铝合金最佳的加工工艺区间为:变形温度485~500℃、应变速率0.03~10s^(-1)。

211Z.X耐热高强韧铝合金的热变形行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机对一种新型的耐热高强度铝合金211Z.X进行等温压缩试验,研究其热变形行为,试验条件为温度350~500℃、应变速率0.01~10.00 s^(-1)。试验得出了该合金在热加工状态下的应力应变曲线,通过分析应变对材料常数的影响,获得了相应的变化规律,得到应变与材料常数之间的6次多项式的拟合关系,根据Arrhenius模型建立了应变补偿本构关系模型,并对该模型进行了验证。研究结果表明:变形温度和应变速率对合金的流变应力有显著的影响,在实验温度相同的条件下,流变应力随应变速率的增大而升高,应变速率相同时,随温度的增加而降低,说明合金具有正的应变速率敏感性;应变对材料常数具有很大的影响,变形激活能Q随应变的增加逐渐降低,合金的可加工性逐渐改善;通过计算得到的流变应力与试验值具有较高的吻合度,相关性R为0.9801,平均相对误差为6.132%。

211Z高强韧耐热铝合金的淬透性研究

采用类端淬设备、电导率计、差示热扫描分析仪和透射电镜等并结合数字模拟研究了211Z型铝合金的淬透性能。结果表明：试样在≤40℃水温淬火的过饱和固溶程度、时效后的硬度均高于水温较高（50-60℃）时淬火的相应值,但淬透深度相反;试样时效处理后的硬度值受淬火敏感温度区间（140-380℃）的平均冷却速度影响,超过临界值后,硬度值基本保持不变,小于临界值,则随平均冷却速度的增加而增大。

固溶工艺对高强韧211Z.X铝合金组织和性能的影响

采用组织分析、布氏硬度及拉伸性能测试、断口形貌的扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等方法,研究了不同的固溶工艺对211Z.X新型高强韧铝合金的显微组织、力学性能及断裂行为的影响规律。结果表明,当固溶温度范围为520~550℃,固溶时间从12~20 h时,随固溶温度的上升或保温时间的延长,合金中粗大第二相逐渐回溶入基体、数量逐渐减小,基体固溶强化增强,淬火后基体的过饱和度增大、硬度增加;导致时效过程从基体中弥散析出的细小第二相数量增加,合金的强度提高、塑性下降;合金断裂时裂纹萌生位置从粗大第二相处转变为溶质原子偏聚区(G.P zones)和铸造微孔处。但是,当粗大第二相回溶完全后,继续升高温度或延长保温时间,晶粒将急速长大,出现过烧导致晶界弱化,拉伸时易发生沿晶开裂使合金的强塑性降低。530℃×16 h固溶处理时211Z.X铝合金的强塑性匹配最好。