形變方式對(duì)微合金化Al-Mg合金組織和性能的影響.pdf

1、本文利用微合金化思路，調(diào)整Al-Mg系合金的元素含量、加入過渡族元素，通過合適的均勻化工藝形成彌散相。采用不同形變方式、形變參數(shù)和退火工藝，控制合金的組織狀態(tài)和性能。通過改善合金成分和加工工藝，獲得良好的組織，從而在保留合金原有的良好耐蝕性和焊接性的基礎(chǔ)上提高合金的強(qiáng)度、塑性和熱穩(wěn)定性，得到具有良好綜合性能的非時(shí)效強(qiáng)化鋁合金。
　　均勻化基本消除了晶內(nèi)合金元素偏析，使晶界上含Mg非平衡共晶相得到回溶，并得到分布均勻、密集、細(xì)小的共

2、格彌散相Al3Zr，從而提高合金的強(qiáng)度。
　　熱擠壓可以消除合金的鑄態(tài)組織缺陷、破碎并分散粗大第二相，細(xì)化晶粒組織，從而大幅度提高合金的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度以及延伸率。
　　熱擠壓過程中以回復(fù)作用為主，發(fā)生少量在晶界處的非連續(xù)再結(jié)晶；由于儲(chǔ)存能的釋放，在隨后退火中，再結(jié)晶形核率較低。
　　對(duì)鑄態(tài)合金進(jìn)行高溫等通道轉(zhuǎn)角擠壓，可以焊合鑄態(tài)合金內(nèi)的疏松和孔洞、破碎和分散原始粗大相、細(xì)化合金的晶粒。隨擠壓道次增加，大角晶界比例逐

3、漸增加，平均取向差逐漸增大。相應(yīng)地，合金的強(qiáng)度和延伸率均隨ECAP道次增加而增加，并且在1道次時(shí)提高幅度較大，之后上升緩慢。
　　合金高溫ECAP的晶粒細(xì)化機(jī)制主要是基于位錯(cuò)增殖、運(yùn)動(dòng)和回復(fù)的連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，而在晶界和晶界三向交叉處的非連續(xù)再結(jié)晶形核也對(duì)晶粒細(xì)化和大角晶界比例的提高有所貢獻(xiàn)，特別是在應(yīng)變累計(jì)到8道次后。在隨后退火過程中，由于儲(chǔ)存能較低，且應(yīng)變和彌散相分布的不均勻，發(fā)生晶粒異常長大。
　　對(duì)熱擠壓態(tài)合金在室溫和

4、200℃進(jìn)行冷軋、溫軋，合金強(qiáng)度獲得顯著提高，A合金冷軋變形量88％時(shí)，屈服強(qiáng)度達(dá)到492.8MPa，抗拉強(qiáng)度為525.6MPa。
　　冷、溫軋后，合金內(nèi)呈典型的軋制變形組織，形成帶狀亞結(jié)構(gòu)，內(nèi)部包含胞塊組織，以GNBs和IDBs邊界分隔。由于儲(chǔ)存能高，在退火過程中形核率較高，得到尺寸均勻的等軸細(xì)小晶粒組織。
　　Al3Zr彌散相能有效釘扎位錯(cuò)、亞晶界和晶界。在熱、冷變形過程中均降低合金中回復(fù)的速率，使得到的(亞)晶粒組織更

5、加細(xì)小。且在靜態(tài)退火過程中，Al3Zr彌散相抑制再結(jié)晶和晶粒長大，使再結(jié)晶溫度提高100℃。在相同變形條件下，A合金強(qiáng)度比5083Al合金高出15MPa-40MPa。這是A合金中固溶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化(亞晶強(qiáng)化)綜合作用的結(jié)果。
　　形變后的組織特征參數(shù)，包括亞結(jié)構(gòu)的尺寸和平均取向差角，對(duì)合金的強(qiáng)度有重要影響，可以用數(shù)學(xué)模型定量描述?？梢酝ㄟ^控制形變參數(shù)，以及添加合金元素和引入彌散相，來調(diào)節(jié)合金的組織特征參數(shù)。
　　熱