喷射成形超高强铝合金热压缩过程中的流变行为

孙 鹏， 李志辉， 熊柏青， 张永安， 李锡武， 刘红伟， 王 锋

(北京有色金属研究总院有色金属材料制备加工国家重点实验室，北京100088)

Al-Zn-Mg-Cu系(7000系)铝合金具有很高的比强度和硬度以及较好的耐腐蚀性能等诸多优点，在航空航天以及武器装备中的某些高强零部件上得到广泛应用［1～4］。不断追求更高的强度级别是7000系铝合金永恒的发展方向，一般地，随着主合金元素(Zn，Mg，Cu)总含量增加，材料强度可以得到一定程度的提升，但当主合金元素总含量超过一定界限时，不仅不会进一步提高沉淀强化效果，反而会恶化合金的其他综合性能。因此，在采用铸锭冶金方法生产7000系铝合金材料时，主合金元素总含量一般不超过12%～13%(质量分数，下同)，这就决定了7000系铝合金加工材的强度级别长期徘徊在600MPa左右。近年来，随着以喷射成形为代表的新一代粉末冶金工艺走向实用，使得规模化生产快速凝固超高强7000系铝合金及其加工材变为现实，成功制备出了主合金元素总含量超过15%、强度级别达到800MPa的快速凝固7000系超高强铝合金［5］。

由于喷射成形Al-Zn-Mg-Cu系铝合金通常具有很高的合金化程度，且沉积坯件中不可避免地会存在一定数量的疏松、气孔等缺陷，这就导致其热变形加工难度较传统7000系铝合金更大，特别是在加工一些特殊形状的零件过程中易出现加工开裂现象。因此，在塑性加工前制定合理的加工工艺显得尤为重要。流变应力是表征材料塑性变形性能的一个基本参数，在实际的塑性加工过程中，合金流变应力也是制定塑性加工工艺的基本条件。……