噴射成形超高強鋁合金熱壓縮過程中的流變行為

孫 鵬， 李志輝， 熊柏青， 張永安， 李錫武， 劉紅偉， 王 鋒

(北京有色金屬研究總院有色金屬材料制備加工國家重點實驗室，北京100088)

Al-Zn-Mg-Cu系(7000系)鋁合金具有很高的比強度和硬度以及較好的耐腐蝕性能等諸多優點，在航空航天以及武器裝備中的某些高強零部件上得到廣泛應用［1～4］。不斷追求更高的強度級別是7000系鋁合金永恒的發展方向，一般地，隨著主合金元素(Zn，Mg，Cu)總含量增加，材料強度可以得到一定程度的提升，但當主合金元素總含量超過一定界限時，不僅不會進一步提高沉淀強化效果，反而會惡化合金的其他綜合性能。因此，在采用鑄錠冶金方法生產7000系鋁合金材料時，主合金元素總含量一般不超過12%～13%(質量分數，下同)，這就決定了7000系鋁合金加工材的強度級別長期徘徊在600MPa左右。近年來，隨著以噴射成形為代表的新一代粉末冶金工藝走向實用，使得規模化生產快速凝固超高強7000系鋁合金及其加工材變為現實，成功制備出了主合金元素總含量超過15%、強度級別達到800MPa的快速凝固7000系超高強鋁合金［5］。

由于噴射成形Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金通常具有很高的合金化程度，且沉積坯件中不可避免地會存在一定數量的疏松、氣孔等缺陷，這就導致其熱變形加工難度較傳統7000系鋁合金更大，特別是在加工一些特殊形狀的零件過程中易出現加工開裂現象。因此，在塑性加工前制定合理的加工工藝顯得尤為重要。流變應力是表征材料塑性變形性能的一個基本參數，在實際的塑性加工過程中，合金流變應力也是制定塑性加工工藝的基本條件。……