将基于铝合金析出动力学的淬火因子分析（QFA）方法与有限元分析方法相结合，先计算了7050铝合金厚板喷淋淬火过程的淬火敏感因子，然后对末端淬火试样的硬度进行了有限元模拟，分析了板厚和喷水压力对淬火硬度的影响，最后用末端淬火试验对模拟结果进行了验证。结果表明：喷水压力的下降会造成淬火后合金板硬度的下降，板的厚度越大，喷水压力的影响程度越弱；对于厚度较薄（50 mm）的板材，淬透效果与喷水压力密切相关，喷水压力从500 kPa降低至10 kPa时，其心部硬度会下降1.8%；喷水压力对厚度超过100 mm的板材淬透效果的影响有限，喷水压力从500 kPa降低至10 kPa时，心部硬度的下降小于0.5%。
所属栏目
物理模拟与数值模拟国家重点研发计划项目（2016YFB0300801）；国家重点基础研究计划项目（2012CB619502）；国家自然科学基金重大科研仪器设备研制专项（51327902）；国家自然科学基金资助项目（51201186）
收稿日期
2016/2/262017/1/6
作者单位
叶升平:中南大学粉末冶金研究院, 长沙 410083
陈康华:中南大学粉末冶金研究院, 长沙 410083
陈送义:中南大学轻合金研究院, 长沙 410083
祝昌军:中南大学粉末冶金研究院, 长沙 410083
娄瑾:中南大学粉末冶金研究院, 长沙 410083
备注
叶升平(1988-),男,湖南长沙人,博士研究生。
引用该论文:
YE Sheng-ping,CHEN Kang-hua,CHEN Song-yi,ZHU Chang-jun,LOU Jing.Quenched Hardness Simulation of 7050 Aluminum Alloy Thick Plate Based on Finite Element Method[J].Materials for mechancial engineering,2017,41(3):84～88
叶升平,陈康华,陈送义,祝昌军,娄瑾.基于有限元法的7050铝合金厚板淬火硬度模拟[J].机械工程材料,2017,41(3):84～88
参考文献
【1】
LACOM W. Calorimetric investigations in a dispersion strengthened 7075 alloy[J]. Thermochimica Acta, 1996, 271(2):93-100.
【2】
LIU S D, ZHANG X M, YOU J H, et al. TTP curve of 7055 aluminum alloy and its application[J]. Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2006, 16(12):2034-2039.
【3】
LI Z H, XIONG B Q, ZHANG Y A, et al. Ageing behavior of an Al-Zn-Mg-Cu alloy pre-stretched thick plate[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2007, 14(3):246-250.
【4】
DUMONT D. Characterisation of precipitation microstructures in aluminium alloys 7040 and 7050 and their relationship to mechanical behaviour[J]. Materials Science & Technology, 2004, 20(5):567-576.
【5】
CHEN S, ZHUANG L, KHOSLA S, et al. Al-Zn-Mg alloy product with reduced quench sensitivity:US, US 20110111081 A1[P]. 2011.
【6】
王秋成, 柯映林. 航空高强度铝合金残余应力的抑制与消除[J]. 航空材料学报, 2002, 22(3):59-62.
【7】
朱才朝, 罗家元, 李大峰,等. 基于流变应力特性的铝合金淬火残余应力数值模拟及试验研究[J]. 机械工程学报, 2010, 46(22):41-46.
【8】
郑英, 张劲, 范世通,等. 基于辊底式喷淋淬火技术的铝合金分级淬火工艺[J]. 机械工程材料, 2014, 38(8):44-47.
【9】
KOÇ M, CULP J, ALTAN T. Prediction of residual stresses in quenched aluminum blocks and their reduction through cold working processes[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2006, 174(1/2/3):342-354.
【10】
郭世贵. 7050铝合金材料喷淋淬火的试验与模拟研究[D]. 长沙:中南大学, 2010.
【11】
吴运新, 姚灿阳. 铝合金淬火过程中性能预报技术的研究现状[J]. 南方金属, 2007(2):10-13.
【12】
SCHLOTH P. Precipitation in the high strength AA7449 aluminum alloy:Implications on internal stresses on different length scales[J]. General Information, 2015, 12(5):93-97.
【13】
EVANCHO J W, STALEY J T. Kinetics of precipitation in aluminum alloys during continuous cooling[J]. Metallurgical & Materials Transactions B, 1974, 5(1):43-47.
【14】
刘胜胆, 张新明, 游江海,等. 7055铝合金的TTP曲线及其应用[J]. 中国有色金属学报, 2006, 16(12):2034-2039.
