3。2。1 7A55 铝合金本构模型的选取 19

3。2。2 流变应力特征及材料常数确定 20

3。3 分析与讨论 27

结 论 29

致 谢 30

参考文献 31

第一章 绪论

1。1 7A55(AA7055)铝合金简介

AA7055 铝合金是 Al-Zn-Mg-Cu 系合金，在变形铝合金中，AA7055 铝合金是主 合金元素( Cu、Mg、Zn) 含量最高的，其平均质量分数为 12。45%，并且含有可细化 晶粒的微合金化元素 Zr，和少量影响铝合金韧性的杂质元素 Fe 和 Si，其名义成分如 表 1 所示[1]。鉴于国产大飞机对大尺寸，轻质高强铝合金的需求，我国拟将 AA7055 铝合金国产化，其国产化牌号为 7A55。为了获得高合金化，高强铝合金的塑性和耐 蚀性都有所降低，而且高强铝合金的结晶范围较宽，具有较大的非平衡凝固共晶开 裂倾向，且 7xxx( 7050，7055) 合金由于 Zn 含量较高导致这种倾向尤为突出，同时 国内目前的大尺寸高合金铸锭熔炼技术还存在诸多技术难点，例如减少 Fe、Si 杂质 的含量和优化合金元素比例，因此 7A55 铝的主合金成分处于 AA7055 铝合金的下限。

表 1-1： AA7055铝合金的名义成分（ 质量分数，%）

Zn Mg Cu Cr Zr Fe Si Mn Ti Al 7。5-8。5 1。8- 2。8 1。8 - 2。5 0。04 0。08 - 0。20 0。10 0。10 0。05 0。01-0。05 Bal。

AA7055 铝合金是 20 世纪 80 年代，美国 Alcoa 公司在 7150 的基础上，通过增 加 Mg 的含量，改善 Zn 和 Cu 的比值，降低杂质元素 Fe，Si，Mn 等的含量而开发 出的新型高强铝合金，其强度可达到 600MPa 以上，是现在综合性能最好的高强高 韧铝合金。相比较其他系列铝合金，AA7055 铝合金锌、镁有所提高，因此合金强度 很高。在 AA7055 铝合金中，Zn，Mg 能提高强度，但会降低韧性和抗应力腐蚀性能， Cu 能强化合金，提高材料延伸率、塑性、耐腐蚀性能和重复加载抗力；Mn，Cr，

Zr 能提高强度性能和耐腐蚀性能；Cr 在 Al 中易形成金属间化合物，能够细化晶粒， 阻碍再结晶的形核和长大，强化合金，改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性； Fe 和 Si 是有害杂质，可能生成杂质相粗大粒子，在合金中主要以不溶或难溶的 AlFeSi 等脆性相的形式存在，在塑性变形过程中容易产生微细裂纹，显著降低合金的断裂 韧性[2]。论文网

通过先进热处理工艺(T77 处理)，AA7055 铝合金可以具有高强、高韧、高耐蚀、 抗疲劳等高综合性能。与已经较大规模使用的 7075 和 7150 铝合金相比，7055(7A55) 的强度比 7150- T77 铝合金提高约 10%，比 7075-T6 提高 25%以上；其耐腐蚀性能处 于 7150-T77 和 7150-T6 铝合金之间；在平面应变断裂韧性值方面与 7150-T6 /T77 铝 合金几乎相同[3-4]。

1。2 7A55(AA7055)铝合金的应用及研究背景

1。2。1 应用

如上所述，AA7055 铝合金具有强度高，断裂韧性、抗应力腐蚀和抗剥落腐蚀性 能好，淬火敏感性小等特点，国外这种材料已在 Boeing 777 和空客 A380 上得到应用， 主要应用于飞机机身框架，机翼蒙皮，舱壁，桁条，部分公司也将其应用于加强筋， 肋，托架，起落架支承部件[5]。我国正在设计的飞机机种大多存在超重问题，重量系 数指标比国外飞机大为落后，需要追求飞机的轻质化。作为国产化材料，设计者正 准备在下一代某些机种上使用 7A55 作为轻质高强材料，7A55 铝合金拟在 ARJ21-700 支线客机中应用于飞机翼上壁板、机翼上桁条；需要指出的是，在国产 C919 大飞机 计划中，7A55 铝合金作为高强铝合金的代表被选做飞机机翼，水平/垂直尾翼以及起 落架接头材料，如图 1-1 所示。