墩擠組合大變形製備超細微結構鋁合金製備技術研究

《墩擠組合大變形製備超細微結構鋁合金製備技術研究》是依託昆明理工大學，由王軍麗擔任項目負責人的地區科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：墩擠組合大變形製備超細微結構鋁合金製備技術研究
• 項目類別：地區科學基金項目
• 項目負責人：王軍麗
• 依託單位：昆明理工大學

項目摘要

鋁合金材料在不同領域套用的日益增加，對其性能要求也越來越高，超細微結構化是提高其性能且不損害延性的唯一強化方法，而大塑性變形方法在製備塊體超細微結構材料方面具有獨特的優勢。針對目前超細微結構材料的大塑性變形製備方法、形成機制及微觀組織結構與性能關係方面存在的問題，本研究提出採用等通道擠壓和鐓粗組合大變形方法製備均勻、穩定的超細微結構鋁合金。通過預測模型、鐓擠過程數值模擬、模具設計、製備技術基礎、晶粒變形過程、織構演變過程、第二相分布狀態及強化作用、微結構強化機制、晶界轉動滑動變化過程、位錯組態、晶體學位向變化轉動過程等研究，獲得超細微結構的組織及取向控制原則、晶粒細化機制及超細微結構與性能之間的關係，揭示鋁合金超細微結構的形成機制，形成鐓擠組合大變形方法製備超細微結構鋁合金的製備技術體系。本研究成果有望為高性能塊體超細微結構材料探索出一種新的製備技術，並提供相應的理論依據和技術支撐。

結題摘要

通過鐓擠變形過程有限元分析模型的建立和數值模擬，為模具的設計和改進提供了有效的依據；最佳化設計並製造出試驗用擠壓和鐓粗模具；採用複合鐓擠組合大變形技術ECAP-CCDC工藝製備出具有超細微結構的6061、1061和7003高強鋁合金；研究了複合鐓擠變形及退火過程組織變化、位錯形成與作用、第二相析出與強化、取向變化、晶界特徵變化，獲得了鐓擠組合大塑性變形技術製備超細微結構鋁合金的組織演變過程、織構組分演變過程及晶粒細化機制研究；通過不同工藝過程及不同組織狀態鋁合金的硬度、強度、韌性等性能表征及拉伸斷口分析，獲得了具有不同超細微結構組織鋁合金的力學性能和塑韌性之間的關係。本項目通過鐓擠組合大塑性變形法製備出具有超細微結構的高強鋁合金。其超細微結構各向異性性能好，同時在較少的加工變形次數就達到了細化晶粒的目的。鐓擠組合大變形技術製備超細微結構鋁合金對材料的組織形成可根據成形工步不同進行有效控制，對材料強化作用具有重要理論意義。同時，獲得超細微結構可以提高材料的強韌性能，從而達到延長材料使用壽命、提高生產效率，降低生產成本目的，在各種高性能鋁合金零件及器件的製造領域套用前景廣闊。採用該鐓擠組合大變形技術來研發新一代的超細微結構高強鋁合金材料，必將加快有色金屬新型材料的生產，提升有色金屬及其合金深加工的能力和水平，對有色金屬新材料深加工技術的發展起到重要的推動作用。