摘要:本研究旨在实现超细晶粒 (UFG) Al 2024 合金在低于传统商用铝合金 (400-500 ◦ C) 温度下的超塑性。室温下通过高压扭转在合金中产生的 UFG 结构平均晶粒尺寸为 100 nm,具有非常高的强度 - 显微硬度 (HV 0.1) 为 286 ± 4,偏移屈服强度 (σ 0.2) 为 828 ± 9 MPa,极限拉伸强度 (σUTS) 为 871 ± 6 MPa,断裂伸长率 (δ) 为 7 ± 0.2%。在温度为 190 至 270 ◦ C、应变速率为 10 − 2 至 5 × 10 − 5 s − 1 的情况下进行了复杂的拉伸试验,并确定了流变应力、总伸长率和应变速率敏感系数的值。结果表明,UFG 合金在 240 和 270 ◦ C 的试验温度下表现出超塑性行为。首次在 270 ◦ C(0.56 T m )的异常低温和 10 − 3 s − 1 的应变速率下实现了 400% 的伸长率。超塑性变形后的 UFG 2024 合金具有比标准强化热处理 T6 后的强度(150–160 HV)更高的强度。
摘要:超塑性是指当应变率敏感性约为 0.5 时,某些材料能够拉伸至 400% 或更高的拉伸伸长率。1934 年,英国的实验首次报道了真正的超塑性流动。然而,这一非凡的结果并没有引起西方科学研究人员的兴趣,多年来,这一结果只是实验室里的好奇心。后来,随着苏联对超塑性的广泛研究,西方也对超塑性产生了兴趣,超塑性成为广泛科学研究的主题。这项研究进一步得到了加强,因为有证据表明,应用严重的塑性变形可以为实现亚微米甚至纳米级的晶粒细化提供机会,而这些小晶粒对于实现良好的超塑性性能尤其有吸引力。现在人们认识到,超塑性合金具有出色的成形能力,尤其是在制造使用更传统的工艺不易制造的高质量曲面部件时。这导致了大型超塑性成形行业的发展,目前该行业处理数千吨金属板。本报告追溯了这些发展,重点强调了超塑性流动发生背后的科学原理。
材料的质超塑性是一个重要研究的重要领域,因为它在流动机制领域中呈现出重要的挑战,并且因为它形成了商业超规模形成行业的基础,其中复杂形状和弯曲部分是由超塑性金属形成的[1,2]。众所周知,必须满足两个基本要求才能达到超塑性流。首先,超塑性需要很小的晶粒尺寸,典型的小于约10μm。其次,超塑性是一个具有晶粒边界(GB)滑动的扩散控制过程 - 作为主要流动机制 - 因此,它需要相对较高的测试温度,通常在或高于约0.7-0.8×T m,其中T m是材料的绝对熔化温度。同时,在过去的二十年中,金属材料的开发通过严重的塑料变形(SPD)进行了纳米化范围的超细晶粒,从而铺平了朝着超塑性领域的新发现铺平的道路[3,4]。实际上,