ECAP技術(shù)對(duì)不同組織結(jié)構(gòu)的LY12鋁合金高溫壓縮變形與損傷行為影響的研究.pdf

1、ECAP技術(shù)制備的超細(xì)晶材料因其具有各種獨(dú)特的力學(xué)行為近年來(lái)引起越來(lái)越多研究者的興趣,但是對(duì)此類材料的表面變形特征,尤其是在高溫環(huán)境下的變形行為的認(rèn)識(shí)還很不全面,而這些研究對(duì)ECAP制備材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用具有其重要的實(shí)際意義。本論文選取了LY12鋁合金作為研究對(duì)象,制備了初始態(tài)、450℃/3h、初始態(tài)+1ECAP、450℃/3h+1ECAP、500℃/3h+1ECAP、初始態(tài)+2ECAP和450℃/3h+2ECAP七種不同微觀組織結(jié)構(gòu)的L

2、Y12鋁合金樣品,考察了它們?cè)诓煌瑴囟?25～400℃)下的壓縮變形行為、表面變形及損傷特征以及相應(yīng)的微觀結(jié)構(gòu)變化。
　　 研究發(fā)現(xiàn),不同處理工藝對(duì)LY12鋁合金的壓縮力學(xué)行為具有不同的影響,且七種狀態(tài)LY12鋁合金的壓縮變形及損傷特征與實(shí)驗(yàn)溫度密切相關(guān)。具體表現(xiàn)如下:
　　 初始態(tài)樣品內(nèi)部均勻分布著的大量細(xì)小S沉淀相(A1CuMg)的強(qiáng)化作用十分顯著。對(duì)初始態(tài)樣品進(jìn)行450℃/3h退火處理后,晶粒尺寸長(zhǎng)大,內(nèi)應(yīng)力降低,

3、均勻分布的細(xì)小沉淀相在退火過(guò)程中長(zhǎng)大形成針狀S相,致使450℃/3h樣品的屈服強(qiáng)度及流變應(yīng)力在各溫度壓縮條件下均低于初始態(tài)樣品。由于晶粒尺度影響,退火后樣品在壓縮變形過(guò)程中,粗大的晶粒承擔(dān)了更多的變形,導(dǎo)致其在壓縮后表面產(chǎn)生了晶內(nèi)滑移和沿晶裂紋。
　　 利用ECAP技術(shù)對(duì)初始態(tài)LY12鋁合金樣品直接進(jìn)行變形處理后,一方面,可明顯細(xì)化晶粒,引入高密度位錯(cuò),使樣品得到應(yīng)變強(qiáng)化;另一方面,在ECAP制備過(guò)程中,大量細(xì)小的S相在嚴(yán)重的塑

4、性變形過(guò)程中被基體所溶解,使沉淀強(qiáng)化作用減弱。兩種強(qiáng)化機(jī)制的共同作用導(dǎo)致ECAP樣品強(qiáng)度低于初始態(tài)樣品。但是,ECAP變形處理使樣品高溫塑性變形能力有所增加,在壓縮過(guò)程中,表面除出現(xiàn)大尺度剪切裂紋和剪切帶外,還有許多沿晶微裂紋出現(xiàn),隨壓縮溫度的升高,剪切帶減少,剪切裂紋尺度降低,當(dāng)壓縮溫度達(dá)到400℃時(shí),剪切裂紋、剪切帶和微裂紋基本消失,在晶內(nèi)和晶界上形成了許多微孔。而此時(shí)初始態(tài)樣品強(qiáng)度依然較高,其表面仍然存在尺度較大的剪切裂紋。

5、>　　 對(duì)初始態(tài)樣品進(jìn)行450℃/3h退火后再進(jìn)行ECAP變形處理,晶粒得到細(xì)化,位錯(cuò)密度增加,大量強(qiáng)化作用較弱的大尺寸針狀S相在嚴(yán)重塑性變形過(guò)程中被折斷而發(fā)生了重溶或尺寸減小,此時(shí),由ECAP變形處理所引入的應(yīng)變強(qiáng)化作用顯得更加突出,不同的應(yīng)變強(qiáng)化機(jī)制和沉淀強(qiáng)化機(jī)制導(dǎo)致了退火+ECAP和退火樣品的流變應(yīng)力相當(dāng),但是應(yīng)變強(qiáng)化機(jī)制有效地提高了退火合金的屈服強(qiáng)度。與直接ECAP變形處理樣品相類似,經(jīng)退火+ECAP處理后壓縮變形,表面同樣出