ECAP变形温度对时效强化铝合金2519A强度与塑性的影响文献综述

 2022-11-17 10:37:45

文 献 综 述

摘要:等径角挤压((Equal Channel Angular Pressing,简称ECAP)是目前备受关注的能够产生超细晶的大塑性变形(Severe Plastic deformation,简称SPD)工艺。同时2519A铝合金为高Cu/Mg含量比的Al-Cu-Mg系合金,相比于纯铝,有更优越的强度、塑性和抗腐蚀性能。本文就ECAP以及Al-Cu-Mg系合金的相关研究进行了梳理,可以得知ECAP工艺能明显提升Al-Cu-Mg系合金的强度。这是因为不同的强化机制(固溶强化、细晶强化、位错强化、沉淀强化)的综合作用。将来打算以此为基础,就不同温度下进行ECAP的2519A铝合金的显微结构、力学性能及其强化机制开展进一步研究。

关键词:ECAP,2519A铝合金,显微结构,力学性能,强化机制

1 前言

与传统的加工方式不同,大塑性变形(SPD)是外界施加强烈载荷,使金属产生剧烈变形的工艺。SPD可使材料获得较大的真应变,因而能够产生大角度晶界和超细晶甚至纳米晶,同时引入大量位错,使材料具有更高强度的同时,保留一定的塑性。ECAP为其中工艺的佼佼者。ECAP中,可通过累加道次,或者改变路径等方式,进一步破碎原金属的晶粒,获得等轴晶,并有均匀弥散的第二相析出,而且由于ECAP工艺过程中,样品的横截面积保持不变,即不破坏样品的形状,因而可以反复进行加工变形,累积应变,故而使原材料获得良好的力学性能[1-7]。

2XXX系铝合金的特点是富Cu,其密度低,但强度较高,耐腐蚀性和韧性都较好[13]。单就2519A铝合金而言,其目前已被运用到飞机和直升飞机的零部件中。鉴于其是中高强铝合金,我们期待它的强度能进一步提升。由于ECAP能较好地破碎晶粒,实现细晶强化,所以我们将ECAP与2519A铝合金相结合,希望可以进一步提升它的性能。

如今对于ECAP工艺的各项参数的相关研究,已有大量报道,包括道次、通道内交角、摩擦系数、挤压路径等[4,9,10]。单就ECAP温度这一参数而言,目前也有许多报道[14]。本次研究希望能在前人的基础上获得:不同ECAP温度对2519A铝合金机械性能、显微结构和强化机制的影响。以便于为该工艺和该合金的进一步应用或结合打下基础。

2 ECAP

2.1 ECAP简介

ECAP的原理图如图1所示。其模具是由上下两部分相连接的闭合管道拼合而成,两个管道组成近似“L”的形状,将杆状或棒状的金属样品自竖直的上口放入后,给试样施加高压,让试样自模具右端出口出来,从而引入大量的剪切应变。

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