7xxx铝合金轻质、高强度、高韧性和耐腐蚀,在航空航天、国防工程、石油钻探和轨道交通等领域得到了广泛的应用[1]
与传统成型工艺相比,超塑成形的延伸率高、成形应力小、尺寸精度高、零件的力学性能好[2]
超塑材料的主要变形机制,有晶界滑动,伴随着晶粒转动和晶界迁移[3,4]
超塑变形材料的组织一个重要特征是出现空洞,其本质是材料内部的损伤[5]
在材料的超塑变形过程中空洞的演变,可分为空洞形核、空洞长大和空洞聚合三个阶段[6~8]
在变形过程中空洞的变化,受材料的固有属性、变形温度、应变速率、变形程度以及应力等因素的影响[7]
空洞的长大速度,对应扩散控制长大、塑性控制长大和聚合长大机制[9]
晶界滑动受阻时细小、弥散、独立的空洞组织可松弛应力集中[10],有助于晶界滑动的继续进行
在此意义上,空洞的存在有益于提高材料的塑性
材料内过多的大尺寸空洞,影响材料的变形能力
因此材料的超塑变形与空洞的尺寸、数量和长大机制有密切的关系,是超塑变形理论研究的重要部分
根据空洞形核[11]、长大[12,13]和聚合[14]公式和空洞长大机理图[15,16],可判断空洞长大的方式但是不能判断材料失效
空洞的形核、长大和聚合,都遵循阻力最小定律,体系沿最小阻力途径松弛引起能量转换
本文根据7B04铝合金超塑变形过程中空洞的形态分析不同尺寸和形态的空洞长大的机制,将空洞聚合分为沿拉伸方向和非拉伸方向两个阶段以解析材料断裂与空洞的聚合的关系,建立空洞扩散长大与塑性长大的物理模型,计算空洞演变的能量并绘制空洞形核、长大、聚合机理图和空洞演变的能量变化图
1 实验方法
实验用材料为2 mm厚7B04铝合金板材,其化学成分列于表1
平均晶粒尺寸有两种规格：10 μm和20 μm (以下分别简称10 μm板材和20 μm板材)
25 mm厚的7B04铝合金热轧板的制备工艺为：460~485℃/4 h固溶处理→水淬→300~400℃/8~48 h过时效处理→空冷→轧制→再结晶退火
再结晶退火工艺：将2.0 mm板材分别进行“480℃/30 min盐浴退火”和“480℃/30 min空气炉退火”得到晶粒尺寸分别为10和20 μm的7B04铝合金板材
Table 1
表1
表17B04铝合金的化学成分
Table 1Chemical composition of 7B04 alum
声明：
“7B04铝合金超塑变形过程中空洞的演变和能量耗散” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：杨文静,李光宇,王建,丁桦,张宁,张艳苓,侯红亮,李志强
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2025年05月08日 ~ 10日 
