1933合金的ECAP細晶化工藝、超塑性及等溫壓縮工藝參數(shù)研究.pdf

1、本文對俄羅斯進口1933鋁合金進行了3個方面的研究。首先，采用ECAP工藝細化合金晶粒組織，并找出可使合金細晶化的最佳ECAP工藝條件；其次對細晶材料和原材料分別進行超塑性拉伸試驗，研究合金在各種拉伸條件下的超塑性性能和顯微組織的變化規(guī)律，最后研究了不同的等溫壓縮工藝參數(shù)對1933合金的原材料(熱軋塊材)的顯微組織和室溫拉伸性能的影響。 ECAP工藝對合金的細晶化試驗研究表明：采用ECAP工藝對1933合金晶粒的細化及等軸化有比

2、較顯著的效果。在本文試驗條件下，可將原始粗大晶粒20～50μm細化至7～12μm。選取轉(zhuǎn)角為90°的ECAP模具、擠壓路徑B、4次擠壓可更有效地將晶粒細化為非常細小的等軸晶，并兼顧到較高的生產(chǎn)效率。對擠壓后具有細晶組織的試樣進行350℃、1h的退火熱處理作為超塑性細晶組織制備的最佳熱處理條件。 超塑性拉伸試驗研究結(jié)果表明：1933鋁合金組織穩(wěn)定，經(jīng)兩種方案對擠壓試樣進行預(yù)處理，均可得到較好的超塑性。方案2(ECAP工藝4次擠壓、

3、350℃退火)為本文推薦的較佳超塑性制坯工藝方案。方案2試樣在330℃～540℃溫度范圍內(nèi)，5.5×10-5S-1～3.3×10-1S-1初始應(yīng)變速率范圍內(nèi)，均具有超塑性，延伸率在119﹪～262﹪范圍內(nèi)變化，超塑性溫度范圍為210℃。本文所得的最佳超塑性溫度為510℃，最佳應(yīng)變速率為3.3×10-4S-1，在此溫度和應(yīng)變速率條件下，方案2試樣的延伸率可達到262﹪，流動應(yīng)力僅為6.50MPa。合金的超塑變形是以晶界滑動為主要的變形機制

4、。晶間斷裂特征明顯。 等溫壓縮試驗研究結(jié)果表明：原材料在六種等溫壓縮溫度下(350℃～450℃)，分別采用20﹪、40﹪及60﹪的三種變形程度進行等溫壓縮，可獲得較好的室溫拉伸性能。同一變形程度下，不同等溫壓縮溫度對合金的室溫拉伸性能及顯微組織無顯著影響，以410℃、390℃等溫壓縮后的顯微組織最為均勻細?。煌粶囟认?，不同變形程度對合金的室溫拉伸性能和顯微組織也無顯著影響，以40﹪變形程度所得顯微組織最為均勻細小。在總壓縮量相

5、同的條件下，對合金進行1火次、3火次及5火次的等溫壓縮，所得的室溫拉伸性能數(shù)據(jù)相近，顯微組織也差別不大，以較少火次的顯微組織最為均勻細小。對1933合金進行強化時效處理可知，合金在單級時效和雙級時效兩種時效方式下均可形成密度較高的再結(jié)晶晶核及彌散穩(wěn)定的強化相，有效防止晶粒粗化，提高合金性能，但由于合金在單級時效時沉淀強化相η′的較大體積分數(shù)和強化能力以及GP區(qū)所提供的強化相，雖使合金的拉伸性能顯著提高，但顯微組織卻較粗大且不均勻，且僅在

6、時效制度1時得到強度、延伸率的良好匹配；而雙級時效時沉淀強化相主要為較細的η′，雖然強化效果相對弱于單級時效，但使合金的性能可以達到良好的匹配且組織均勻細小。雙級時效為合金的最佳熱處理工藝。1933鋁合金等溫壓縮后室溫拉伸斷裂為韌性斷裂，斷裂機制為微孔聚集型斷裂，單級時效時局部出現(xiàn)脆性斷裂。 總之，1933鋁合金是一種組織性能穩(wěn)定，具有良好綜合性能的合金，而且具有教好的超塑性，可在較寬范圍溫度范圍和較寬初始應(yīng)變速率范圍內(nèi)進行等溫