（合肥工业大学 材料科学与工程学院，合肥 230009）

7×××系铝合金作为超高强结构材料，具有强度高、密度低、加工性能好和焊接性能优异的特点，因此被广泛应用于航空航天及军事制造等领域[1—3]。虽然喷射成形高强铝合金具有优异的综合性能，但是仍然存在着一些不足，其制备的铝合金因组织中不可避免地含有一定数量的孔隙而减小其致密度，引起强度的降低，所以需要后续的加工处理来改善其致密性，提高强度[4—5]。大塑性变形技术[6—9]（Severe plastic deformation，SPD）是通过在材料中引入极大的塑性变形量，达到细化晶粒和提升材料性能的目的。多向锻造（Multi-directional forging，MDF）[10—11]由于工艺简单、成本低，可制备大块致密材料，是工业应用前景良好的大塑性变形方法之一。在此基础上开发出的包套多向锻造工艺，将传统的多向锻造和包套锻造工艺有机结合，同时兼具两种锻造方法的各自特有的优势，引入更大变形的同时弥补材料因强度提高而塑性下降的缺点，并获得更大的累积应变和三向压应力，进一步均匀细化晶粒，提升材料塑性和抗拉强度等优良性能。

目前相关学者关于包套锻造工艺已经进行了较为深入的研究，但是这些研究主要针对单个方向包套锻造时，坯料的性能变化[12—15]，对于一个完整道次的包套多向锻造工艺的研究鲜有报道。文中采用数值模拟与物理实验相结合的方法，研究一个完整道次的包套多向锻造工艺对喷射成形高强铝合金变形行为的影响规律。

1 实验

1.1 有限元模型的建立

采用Deform-3D 有限元软件对包套多向锻造过程进行数值模拟，利用UG 三维造型软件对坯料、包套和模具进行三维实体造型，坯料、包套和模具三维实体模型的截面如图1 所示。……