轧制工艺对AA2099铝锂合金微观组织和机械性能的影响

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铝锂合金密度低、比强度高、延展性好且容易加工成型,在航空-航天等领域得到了广泛应用。随着高端制造业的需要,对铝锂合金综合性能提出了更高的要求。为了进一步改善铝锂合金力学性能,提升板材生产效率及成材率,一些新型轧制工艺逐渐替代传统轧制工艺开始应用于铝合金加工产业。本文选取深冷轧制、非对称轧制等先进铝合金轧制工艺为研究对象,采用X射线衍射技术、电子背散射衍射技术、透射电镜技术等先进分析手段,研究不同轧制工艺对AA2099铝锂合金板材组织、织构及性能的影响,同时探究不同加热路径对合金板材热轧组织及性能的影响规律。主要结论如下:①AA2099铝锂合金经过深冷轧制变形之后,在试样的RD-ND平面上观察到高密度的直剪切带,这些剪切带导致大应变深冷轧制试样的力学响应不均匀。在深冷轧制过程中,剪切带状行为得到了强烈的促进。剪切带内部或附近的晶粒细化与剪切带处大应变局部化引起的温度升高有关,深冷轧制在提高材料强度的同时改善其塑性。②异步轧制和同步轧制相比,异步轧制试样中观察到剪切带更多,而同步轧制变形主要集中在表面。退火之后,异步轧制样品组织更加均匀,尤其是心部组织再结晶程度达到74%,远高于常规对称轧制样品。③不同的加热路径影响AA2099铝锂合金第二相析出种类、析出顺序以及析出数量。不同种类析出相对组织的影响显著,含有δ’(Al3Li)的样品,观察到组织中存在穿过多个晶粒的剪切带,以T1(Al2CuLi)相为主且含有部分T2(Al6CuLi3)相的样品组织比较均匀;此外,不同种类析出相对力学性能的影响显著,热轧之后其强度提高顺序为以δ’(Al3Li)相为主的样品>以δ’(Al3Li)和T1(Al2CuLi)相共同作用的样品>以T1(Al2CuLi)与T2(Al6CuLi3)相共同作用的样品>以T2(Al6CuLi3)相为主的样品;其延伸率提高顺序为以T1(Al2CuLi)与T2(Al6CuLi3)相共同作用的样品>以δ’(Al3Li)和T1(Al2CuLi)相共同作用的样品>以δ’(Al3Li)相为主的样品。
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