Al-Mg系铝合金超塑性微观组织和力学性能

1144766066 · 发表于 2022-4-28 20:53:53

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Al-Mg系5052铝合金和可热处理强化的6022铝合金，由于具有中等强度，较高的塑性，良好的耐腐蚀性能，优异的焊接性能和低成本等优点，引起了飞机制造行业和汽车行业的极大关注。随着现代科技的不断发展，先进汽车零件服役条件越来越苛刻，且构造复杂，要求一体化，许多复杂构件需要采用超塑性成型技术来制造。本文首先通过不同温度、不同应变速率下的单向拉伸试验，研究了铝合金6022和5052的常温和高温变形行为。研究表明：常温条件下，铝合金6022和5052的抗拉强度均与拉伸方向有关。两种铝合金均为正应变速率敏感材料，真应力随着应变速率的增大和变形温度的降低而增大。铝合金6022的延伸率为50%左右，不能满足汽车覆盖件的成形需要。与细晶态超塑性不同，粗晶态铝合金5052超塑性最优变形条件在较低温度（425oC），高应变速率（10-2s-1）下获得，此时延伸率为181%。其余条件下，延伸率均大于150%，满足汽车覆盖件的成形需要。热处理并没有使5052铝合金的最大拉伸率增加，但是使延伸率的变化幅度减小。采用双曲正弦形式的Arrhenius关系拟合得到5052铝合金高温本构方程。进一步实验利用利用光学显微照相（OM）、扫描电子显微照相（SEM）、透射电子显微照相（TEM）研究超塑性变形温度、变形速率和变形程度对5052铝合金组织特征的影响。结果表明，由于高温和变形程度使晶粒发生明显长大，其中，低温高应变速率下变形组织沿阻力小的拉伸方向成狭长生长，形成粗大的拉伸状；高温低应变速率下变形组织倾向于等轴状。当组织为伸长态时，超塑性力学性能最优。5052铝合金在低温高应变速率（425oC， 10-2s-1）下发生再结晶现象。超塑性断口形貌为典型的深韧窝断裂。高温拉伸过程中出现的位错塞积现象、恒定的应变速率敏感系数m和较高的激活能Q均表明，超塑性的变形机制为位错蠕变。5052铝合金在低温高应变速率（425oC， 10-2s-1）下发生的再结晶现象，是粗晶态Al-Mg合金在该条件下获得最优超塑性变形的主要原因。断口附近的显微组织进一步揭示，超塑性断口的深韧窝起源于沿晶界分布脆性相的断裂和相互连接。

Al-Mg系铝合金超塑性微观组织和力学性能

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