● 摘要
蠕变时效成形是一种针对大型飞机整体壁板零件制造而开发的成形工艺，它将蠕变和时效热处理相结合，既完成了零件的成形又改善了零件的材料性能。迄今为止，时效成形技术在国外取得了显著的成果，已经成功应用于A380客机等大型飞机整体壁板的制造，然而在国内关于时效成形的研究尚处于起步阶段。因此，结合我国大型军用运输机、大型客机研制背景，铝合金时效成形技术的研究具有广泛的应用前景。航空航天应用最多的变形铝合金是2000系和7000系铝合金。本文以7050-T451和7055-T7951铝合金为研究对象，借助金相、DSC和透射电镜等微观组织观察手段以及力学性能测试等方法，系统地研究了不同工艺参数下的单轴拉伸蠕变时效对合金组织性能的影响，探索了合金的蠕变机制，并建立了合金的蠕变-时效统一本构模型。主要研究内容与结果如下：（1）进行了7050-T451和7055-T7951铝合金蠕变试验和力学性能试验，确定了两种合金材料最佳时效成形温度，分别为160℃和155℃，确定了合金的蠕变时效应力与时效时间的范围。（2）针对铝合金预拉伸板，分析了合金在不同蠕变条件下微观组织的演变及力学性能的变化，探讨微观组织结构和材料力学性能之间的关系，得到了应力、时间对时效成形过程中析出相尺寸和分布，以及时效成形后材料屈服强度等的影响规律。为建立能描述铝合金时效成形过程的蠕变-时效统一本构模型提供技术基础与试验数据。（3）基于析出动力学和时效强化理论，建立了时效成形过程中的析出相长大模型与析出相强化模型，并在此基础上对Kowalewski蠕变损伤本构模型进行适当的简化和修正，建立了蠕变-时效统一本构模型。同时，建立了以本构模型中参数为优化目标的优化函数，以合金蠕变试验数据为参照，采用遗传算法对其进行拟合优化，得到了一组最优的模型参数，拟合结果精度较高。
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