镁锂合金作为世界上最轻的金属结构材料,凭借其巨大的轻量化优势、比强度高、疲劳强度高等优点,被广泛应用于航空、航天、交通等众多领域。本文提出将超塑性气胀成形工艺应用于镁锂合金加工中,首先通过热拉伸实验探索LZ91合金板材的热变形行为和超塑性变形机理;在此基础上,通过超塑性气胀成形工艺来成形0.5 mm厚LZ91合金自由胀形件和1.0 mm厚LA81合金筒形件,探究胀形件的成形性能和胀形机制,并对模具中胀形工艺改进进行分析。本课题的研究结果对于丰富和完善镁合金超塑性理论,扩大镁锂合金的应用范围具有重大意义。基于热拉伸实验数据,绘制不同变形条件下LZ91合金的流变应力曲线,结果表明:该合金的流变应力随变形温度升高或应变速率降低而降低,其在633 K时应变速率敏感指数值m=0.408,所有变形参数下伸长率均大于100%,说明该合金材料具备超塑性特征。合金在513~633 K温度范围内的平均热变形激活能Q=87.542k J/mol,说明其超塑性变形机理是晶界扩散控制的晶界滑移,其在双曲正弦函数中的Arrhenius型本构模型可表示为:ε=2.155×10~5[sinh（0.079289）]2.49297exp（-（87542）/RT）同时,对热拉伸过程中的微观组织进行研究,其组织主要由β-Li基体相和不规则分布于其中的α-Mg相组成,发现明显的动态再结晶（DRX）现象,且DRX晶粒尺寸随变形温度升高或应变速率降低而变大。热拉伸过程中由于晶界滑移作用而在断裂面上产生空洞,空洞的形核、长大,进而聚集或连接是导致材料最终断裂的直接原因。在热拉伸理论基础上,通过自由胀形实验对LZ91合金的成形性能和胀形机制进行探究,结果表明:胀形件高径比可达1.279,说明该合金板材具备良好的成形性能;胀形件呈现明显的厚向应变不均现象,即距中心越远处越厚;温度一定时,等效流变应力随等效应变速率的增加而增大;在573 K和613 K下胀形时,m值分别为0.670和0.547,说明该合金板材在胀形过程中呈现良好的超塑性。同时,自由胀形过程中也有DRX现象产生。温度一定时,随着变形量的增大或应变速率增加,α-Mg相在β-Li基体相中分布更为均匀,且DRX晶粒尺寸逐渐减小。胀形件断裂面上存在典型的超塑性空洞形貌特征,说明胀形过程中晶界滑移为主要变形机理,材料胀破的直接原因是空洞的聚集或连接。最后,为探究气胀成形工艺在实际生产中的可行性,本文制备了筒形凹模,并成形出贴膜性良好、外观完整且形状稳定的筒形件。分析筒形件厚度分布规律,发现顶部区域距中心越远处厚度呈下降趋势,在圆角附近最薄,与自由胀形相比,顶部区域厚向应变不均现象得到改善;在侧壁区域,筒形件壁厚随着胀形高度的增加而变薄。微观组织研究表明:模具中胀形过程也有DRX现象产生,且随着板材变形量增加或应变速率增大,α-Mg相和β-Li相两相的分布更均匀,对应的平均晶粒尺寸也越小。在模具中胀形过程中会面临贴膜性差和厚度分布不均两个主要问题,贴模性可通过在凹模最终成形处开孔的方式解决,但是要精确地控制和解决厚度分布问题还需继续探索。