7075-H18铝合金板材的淬火敏感性与等温转变行为

以2 mm厚的7075-H18高强度铝合金板材为研究对象,采用微观组织分析、显微硬度测试、动力学建模与计算相结合的方法,对板材的淬火敏感性、等温相变行为及转变动力学进行系统研究,构建"时间-温度-性能"关系图。结果表明:7075-H18板材具有较高的淬火敏感性。"时间-温度-性能"关系图的鼻尖温度约为350℃,孕育期仅为0.23 s,淬火敏感温度区间为271~404℃,转变量为0.5%的曲线对应的临界线性冷却速率为969.7℃/s,超过了冷模淬火所能达到的冷却速率。板材在等温淬火过程中主要形成粗大的η平衡相,等温时间越长,晶内与晶界的η相尺寸越大,晶界η相越趋于连续分布,且无沉淀析出带变宽。基于实验数据构建的等温转变动力学模型,对7075-H18板材的等温相变过程进行准确预测,板材在350℃等温过程中沉淀相的析出速率最大,等温相变类型为"形核-长大"型相变,相变过程为层片状沉淀相的长大、增厚及互相吞并。理论计算结果与透射电子显微镜下观测到的η相特征以及"时间-温度-性能"关系图相一致。

热成形工艺条件下7075-H18铝合金板材塑性流动行为的本构建模

为支撑7xxx系高强度铝合金板材热成形工艺设计与模具开发,以适合于热成形连续生产的7075-H18板材为研究对象,采用Gleeble-3800热力模拟试验系统对7075板材在热成形条件下的热拉伸流变特征进行较系统地研究,并基于热拉伸试验数据构建改进型Arrhenius本构模型。热拉伸试验结果显示7075板材的流变行为对变形温度与应变速率较为敏感。在选定的温度区间(300~450℃)与应变速率范围(0.001~10 s^(-1))内,板材试样的塑性流动应力随着变形温度的升高或应变速率的减小而显著减小,断后延伸率随着温度或应变速率的升高而增大。改进型Arrhenius模型准确预测7075板材的塑性流动行为,预测数据与试验数据之间的Spearman相关系数达到0.9977,均方误差小于13.2。所构建的改进型Arrhenius模型为7075-H18铝合金板材热成形数值模拟提供准确的材料本构模型。