2297鋁合金合金化及熱變形行為研究.pdf

1、本文采用鑄錠冶金法制備了不同Cu、Li含量的2297鋁合金以及含Zr、Er和不含Zr、Er的合金，采用金相組織觀察(OM)、X射線衍射分析(XRD)、掃描電鏡觀察(SEM)和透射電鏡觀察(TEM)等組織分析技術(shù)以及硬度、拉伸強(qiáng)度等性能測(cè)試手段，研究了主合金化元素Cu和Li、微合金化元素Zr和Er對(duì)2297鋁合金組織和性能的影響，采用Gleeble-1500熱模擬機(jī)對(duì)2297鋁合金進(jìn)行熱壓縮實(shí)驗(yàn)，獲得了真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線，通過OM對(duì)變形組

2、織進(jìn)行觀察，建立了本構(gòu)模型，繪制了熱加工圖，為熱加工工藝改進(jìn)提供理論依據(jù)。主要結(jié)論如下:
　　1)時(shí)效態(tài)2297鋁合金的主要析出相為Al2CuLi(T1相，T6峰時(shí)效時(shí)，T1相的尺寸較大，相數(shù)量密度較小，晶界較為平直，晶界處析出相稀少，T8峰時(shí)效時(shí)，T1相較為細(xì)小且彌散分布，晶界略顯彎曲，且晶界處存在大量析出相。
　　2)2297鋁合金的強(qiáng)度隨著Cu和Li含量的增加而增加，當(dāng)Cu、Li含量均為中限值時(shí)，合金具有最佳的綜合力學(xué)

3、性能:T6峰時(shí)效時(shí)，Rm為420.3MPa，Rp0.2為338.5MPa，延伸率為13％; T8峰時(shí)效時(shí)，Rm為466.4MPa，Rp0.2為419.6MPa，延伸率為12.5％。
　　3)在Al-Cu-Li合金中添加0.12wt.％Zr可以顯著細(xì)化鑄態(tài)合金的晶粒，添加0.2wt.％Er只能細(xì)化枝晶組織。復(fù)合添加Zr和Er，不僅可以顯著阻礙再結(jié)晶，還可以提高合金的力學(xué)性能，T6峰時(shí)效態(tài)合金的抗拉強(qiáng)度達(dá)到435.8MPa，比不含Zr

4、和Er的合金高12.8％。
　　4)2297鋁合金的流變應(yīng)力隨著變形溫度的升高而降低，隨著應(yīng)變速率的增加而增加。采用修正的Johnson Cook模型、Arrhenius模型和BP-ANN模型對(duì)2297鋁合金的流變行為進(jìn)行預(yù)測(cè)，通過有效性評(píng)估，BP-ANN模型表現(xiàn)出良好的性能，可以用于預(yù)測(cè)2297鋁合金的流變行為。
　　5)2297鋁合金的熱加工失穩(wěn)區(qū)主要由兩部分組成:300-340℃和0.01-1s-1、350-500℃和