鋁鎂鋰合金的超塑性研究.pdf

1、Al-Mg合金是典型的溶質(zhì)拖曳蠕變合金，其使用量占超塑性成形零件的60％。研究Al-Mg合金的準(zhǔn)超塑性具有理論價(jià)值和實(shí)際意義。本文以Al-2.68Mg-0.33Li合金和Al-4.97Mg-0.5Li合金的粗晶超塑性為研究對(duì)象，采用鑄錠、均勻化、軋制、退火熱機(jī)械化技術(shù)路線制備此兩種合金板材進(jìn)行超塑性實(shí)驗(yàn)，從顯微組織、力學(xué)性能、變形機(jī)理等方面研究粗晶鋁鎂合金超塑性。本論文主要工作及研究成果如下:
　　1.在變形溫度為350℃-500

2、℃，初始應(yīng)變速率為1.67×10-4-1.67×10-1s-1對(duì)進(jìn)行高溫變形實(shí)驗(yàn)。Al-2.68Mg-0.33Li合金和Al-4.97Mg-0.5Li合金在400℃，初始應(yīng)變速率1.67×10-4s-1條件下獲得最大延伸率，分別為219.87％和193.33％。
　　2.獲得應(yīng)力應(yīng)變曲線，采用雙曲正弦本構(gòu)方程模型回歸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到關(guān)于應(yīng)變速率、應(yīng)力、溫度和變形激活能的本構(gòu)方程。兩種合金的變形激活能分別為138.54kJ/mol和1

3、28.70kJ/mol，應(yīng)力指數(shù)為3.25和2.86。
　　3.通過(guò)金相顯微分析研究變形溫度和初始應(yīng)變速率對(duì)超塑性變形過(guò)程中的組織的影響。發(fā)現(xiàn)在高溫拉伸時(shí)變形晶界處發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，隨著溫度升高或是速率降低時(shí)再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大。Al-2.68Mg-0.33Li合金和Al-4.97Mg-0.5Li合金在最佳超塑性下的晶粒尺寸119μm和140.9μm。
　　4.建立了兩種速控機(jī)理圖，考慮位錯(cuò)的R-W-S機(jī)理圖和位錯(cuò)蠕黏性滑移與位錯(cuò)攀

4、移轉(zhuǎn)變?nèi)渥儥C(jī)理圖。將位錯(cuò)密度和位錯(cuò)數(shù)量引入到歸一化晶粒尺寸和應(yīng)力R-W-S機(jī)理圖，繪制出帶有位錯(cuò)的R-W-S機(jī)理圖。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與帶有位錯(cuò)的R-W-S機(jī)理圖對(duì)比得出隨著變形溫度的增加，變形機(jī)制逐漸從位錯(cuò)管擴(kuò)散控制的位錯(cuò)滑移機(jī)制向晶格擴(kuò)散控制的位錯(cuò)滑移機(jī)制轉(zhuǎn)變。位錯(cuò)蠕黏性滑移與位錯(cuò)攀移轉(zhuǎn)變?nèi)渥儥C(jī)理圖表明在低應(yīng)變變速率下，位錯(cuò)受到原子團(tuán)的拖拽作用，3次冪位錯(cuò)黏性滑動(dòng)為速控機(jī)理。
　　5.基于DMM理論，建立和分析Al-2.68Mg-0.3