1100-7075鋁合金多層復(fù)合板材的強(qiáng)韌化研究.pdf

1、累積疊軋工藝制備超細(xì)晶金屬材料有兩個(gè)顯著缺點(diǎn)，一是可適用的金屬材料種類有限，二是制備出的超細(xì)晶金屬材料塑性極差。針對(duì)這兩個(gè)問題，本文設(shè)計(jì)了高溫累積疊軋+冷軋工藝，成功制備出了1100/7075鋁合金多層復(fù)合板材，利用拉伸試驗(yàn)機(jī)、金相顯微鏡、SEM-ECC/EBSD、TEM及XRD系統(tǒng)研究了軋制態(tài)不同層數(shù)復(fù)合板材的力學(xué)性能和微觀組織差異，并采用低溫退火處理以及形變熱處理對(duì)相關(guān)典型樣品進(jìn)行了力學(xué)性能和微觀組織優(yōu)化。主要研究成果如下：

2、　　 對(duì)軋制態(tài)不同層數(shù)復(fù)合板材的研究表明，隨著層數(shù)增加，屈服強(qiáng)度以“階梯”形式逐步提高，而總延伸率先降低后增加：當(dāng)層數(shù)少于80層時(shí)，屈服強(qiáng)度保持在280MPa～285MPa，160層和320層時(shí)提高到340MPa，640層和1280層時(shí)達(dá)到最大值370MPa。對(duì)于層數(shù)較多的復(fù)合板材，不需要?jiǎng)×依渥冃渭纯色@得超細(xì)晶組織，其冷軋時(shí)晶粒的快速細(xì)化與組元金屬層彎曲和頸縮導(dǎo)致晶?？焖賻缀畏指?，混晶組織使局部形成應(yīng)力集中，界面切應(yīng)力產(chǎn)生附加切應(yīng)變

3、以及氧化層促使周圍晶粒扭轉(zhuǎn)等四個(gè)因素有關(guān)。除了晶界強(qiáng)化和林位錯(cuò)強(qiáng)化外，層界面強(qiáng)化也能成為多層復(fù)合板材的強(qiáng)化機(jī)制。
　　 對(duì)1280層復(fù)合板材低溫退火性能優(yōu)化的研究表明，與軋制態(tài)1280層樣品相比，150℃/30min退火后發(fā)生了較大程度的回復(fù)，使屈服強(qiáng)度降低了9％，達(dá)到331MPa，但總延伸率提高了1倍，達(dá)到8%，尤其是均勻延伸率增加到6.1%，因此抗拉強(qiáng)度仍能達(dá)到375MPa。退火態(tài)樣品拉伸曲線上出現(xiàn)的“階梯”狀應(yīng)變硬化行為與

4、拉伸過程中切變帶的形成與擴(kuò)展以及層界面導(dǎo)致較快的動(dòng)態(tài)回復(fù)有關(guān)。
　　 對(duì)1280層復(fù)合板材形變熱處理性能優(yōu)化的研究表明，與固溶+75%冷軋態(tài)樣品相比，120℃/12h時(shí)效后由于沉淀時(shí)效強(qiáng)化與回復(fù)軟化的共同作用，使強(qiáng)度和延伸率同時(shí)提高，屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度分別從328MPa與352MPa提高到342MPa與391MPa，總延伸率與均勻延伸率分別從3.4%與2%提高到10.5%與7.8%。
　　 對(duì)高溫疊軋制備的1280層樣品