高强铝合金厚板多向锻造组织演变及韧化机理

高性能铝合金厚板是现代航空航天等领域重要的结构材料。针对目前我国采用多向锻造技术加工铝合金厚板的产品质量与性能不够稳定，存在晶粒组织粗大，沿板纵横向的性能差别较大，韧性较差等质量问题。本项目拟以我国自主研发的新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金为研究对象，开展铝合金厚板（板厚规格150-280mm）多向锻造基础研究，主要研究新型高强铝合金热变形行为及组织演变机理和规律，弥散的第二相含量、大小和分布对该合金热加工再结晶形核热力学和晶粒长大动力学的影响机理和规律；研究多向锻造过程中温度、应力状态和应变速率等热力学参数影响韧性的机理和规律；研究多火次多向锻造过程中变形参数对锻透性、组织细化（晶粒细化和第二相细化）和韧化的影响规律，镦粗和拔长变形锻比的分配，以及多向锻造强韧化工艺参数的匹配，以实现采用多向锻造技术加工高性能铝合金厚板的目的，提升我国高性能铝合金厚板的加工技术。

本项目以航空航天用高强铝合金厚板关键结构件的加工制造为应用背景，以Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金多向锻造厚板锻件的强韧化为目的，主要围绕Al-7.6Zn-1.5Mg-1.75Cu-0.12Zr高强铝合金厚板锻件多向锻造工艺组织演变及韧化机理进行了深入系统的基础研究，已圆满完成了计划任务书规定的研究内容，取得较好的研究成果，达到了预期的研究目标。主要研究成果包括：合金铸态、锻态、过时效和时效态初始组织的热变形行为和热变形特性参数；合金铸态、锻态、过时效和时效态初始组织热变形微观组织演变机理和规律；合金铸态和锻态热压缩道次间静态应力软化行为和微观组织的演变机理和规律；合金高温轴对称压缩和高温平面压缩变形过程及退火过程中微观组织和织构的演变；合金铸态和锻态高温拉伸性能及断裂行为；合金过时效析出相粒子对热加工晶粒演变的影响，以及固溶时效预处理对合金热加工晶粒演变的影响。在此基础上，通过研究合金厚板锻件多向锻造工艺参数，如锻造比、锻造温度、成形方式、形变热处理等对多向锻造厚板锻件组织和力学性能的影响，提出在保证镦粗和拔长锻透性的情况下，适当增加拔长分段比、减小镦粗锻比，控制总锻比的锻比分配方法；提出利用高温大变形细化亚晶和适当的中间形变热处理细匀化晶粒组织，提高厚板锻件的强度和塑韧性方法，可实现采用多向锻造技术加工高性能铝合金厚板的目的。研究成果具有重要的理论价值，可为我国航空航天用高强铝合金厚板锻件制造水平的提升提供理论和技术支撑。在项目资助下，已在国内外学术刊物和学术会议上共发表论文12篇，其中SCI和EI共收录6篇，核心期刊5篇，国内会议分会报告1篇；申请国家发明专利4项，已授权专利1项。另外，已提交国际会议邀请报告1篇，已提交的待发表期刊论文4篇。