金属热处理

作者：王博, 高坤元, 丁宇升, 文胜平, 黄晖, 吴晓蓝, 魏午, 聂祚仁

单位：北京工业大学 新型功能材料教育部重点实验室, 北京 100124

关键词：5E83铝合金,微合金化,超塑性,微观结构

基金：国家重点研发计划(2021YFB3704201,2021YFB3700902);北京市自然科学基金(2202009)

针对5E83合金(Er、Zr微合金化5083合金),采用超塑性拉伸试验、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM),探究了Er、Zr微合金元素、晶粒尺寸、变形温度、应变速率对合金超塑性的影响。通过再结晶退火、空冷和水冷的搅拌摩擦加工(FSP),分别获得了晶粒尺寸为7.4、5.2、3.4 μm的完全再结晶组织,作为初始状态进行超塑性拉伸。结果表明,初始晶粒尺寸越细小,超塑性伸长率越高。当晶粒尺寸＞5 μm时,超塑性变形过程晶粒粗化缓慢,细化初始晶粒可显著提高超塑性;而当晶粒尺寸＜5 μm 时,超塑性变形过程晶粒粗化严重,进一步细化初始晶粒对超塑性的提高有限。不同变形温度、应变速率的超塑性拉伸结果显示在变形温度为450~540 ℃、应变速率为1.67×10-4~1.67×10-1 s-1,超塑性伸长率随变形温度和应变速率的提高呈现先上升后下降再上升的趋势;变形温度为520 ℃、应变速率为1.67×10-3 s-1条件下,水冷FSP态合金获得最大伸长率330％,对应的超塑性变形机理主要是晶界滑移。相比于5083合金,Er、Zr的添加显著提高了超塑性,这主要是由于Er、Zr在Al基体中形成了纳米级弥散的Al3(Er, Zr)相,在超塑性拉伸时能够钉扎晶界,阻碍晶界迁移,在晶粒尺寸＞5 μm时,有效地抑制了晶粒长大,从而提高了超塑性。

来源：2023年第4期

《金属热处理》期刊编辑部

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