基于响应面法对211ZX新型高强铝合金固溶工艺的优化设计

作     者：肖瑞 杨明 黄朝文 Xiao Rui;Yang Ming;Huang Chaowen

作者机构：贵州大学材料与冶金学院贵州省材料结构与强度重点实验室高性能金属结构材料与制造技术国家地方联合工程实验室 

出 版 物：《稀有金属》 (Chinese Journal of Rare Metals)

年 卷 期：2019年第43卷第10期

页      面：1040-1046页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：贵州大学引进人才项目(贵大人基合字02号)资助 

主　　题：211ZX高强铝合金 响应面法 固溶工艺 力学性能 优化设计 

摘      要：采用响应面法研究了固溶工艺对211ZX高强铝合金强度和塑性的影响规律。以固溶温度和固溶时间为自变量,抗拉强度、伸长率和显微硬度为目标函数,建立了固溶工艺和力学性能间的多项式模型,通过绘制的三维曲面响应图获得了力学性能对固溶处理的响应关系,并找到固溶工艺为552.9℃×13.1 h, 500℃×16.3 h, 556.1℃×12.0 h时分别使抗拉强度、伸长率和维氏硬度达到最大值为469.8 MPa, 15.9%, HV 156.6。并通过Matlab遗传算法工具对建立的模型进行力学目标参量约束条件下的多目标优化,获得了Pareto优化解集,从中找到了复合使役条件、综合性能优异的五组固溶工艺参数。从优化求解出的5组最佳工艺中任意选取两组固溶工艺下的试样进行力学性能测试,发现模型计算的工艺参数能够较好的控制该合金的抗拉强度、伸长率和显微硬度,并且综合力学性能有了显著提高。结果同时表明,采用响应面法对该铝合金的工艺参数进行设计可获得理想的力学性能,该方法提供了一种新的热处理设计思路和热处理工艺优化方法。