1060与7050铝合金累积挤压板材组织与力学性能研究.pdf

中文摘要 摘 要 本文通过累积挤压结合（accumulative extrusion bonding, AEB ）工艺制备了1060、 7050 铝合金板及 1060/7050 复合板。研究了不同AEB 道次数对 1060、7050 铝合 金板及 1060/7050 复合板显微组织和力学性能的影响。同时分析了7050 铝合金板 和1060/7050 复合板经时效处理后的组织和性能变化。采用改进后的交叉累积挤压 （cross accumulative extrusion bonding, CAEB ）+模外水冷(water cooling, WC) 的方 式进一步提升了7050 铝合金板和1060/7050 复合板力学性能。 6 结果表明：采用AEB 工艺对纯铝进行 6 道次挤压后，成功地制备出含有 10 层的超细晶纯铝板材；随着累积应变量的增加，板材晶粒尺寸不断细化，3 道次后， 其平均晶粒尺寸约为0.51μm，6 道次后，其平均晶粒尺寸由初始的 108μm 细化至 0.44μm 。纯铝板经 AEB 加工后，其织构组分主要为 Copper{112}111 和 S{123}634，且大角度晶界的数量随 AEB 道次数的增加而增多，其中，6 道次 AEB 后，其体积分数达到最大值，约为 71.5% 。此外，纯铝板材力学性能变化明 显，其中板材强度与道次数整体呈现正相关性，当道次数≥3 道次后，板材强度趋 于稳定；5 道次AEB 后，屈服强度和抗拉强度达到峰值，分别为183MPa 和195MPa, 且延伸率约为 16%；累积挤压后纯铝板材强度显著提高，则主要归因于细晶强化 和位错强化。与传统的ARB 相比，当累积应变近似相同时，AEB 工艺在细化1060 纯铝板晶粒和提高其力学性能方面更有优势。 采用AEB 工艺对7050 铝合金进行3 道次挤压后，制备出不同层数的7050 铝 合金板。不同AEB 道次后，7050 铝合金板界面结合良好。板材在 120℃时效24h 后，在基体表面随机析出大小、形貌、数量不同的第二相，这些析出相的存在很 大程度上地提高了7050 板的力学性能。为进一步优化板材性能，采用CAEB+模外 水冷的方式制备7050 铝合金板，2 道次CAEB 水冷制备的7050 铝合金板经时效处 理后，其屈服强度和最大抗拉强度分别为477MPa 和562MPa，与初始固溶态的7050 铝合金相比，板材的屈服强度和最大抗拉强度分别提高了92.3%和39.1%，而延伸 率下降显著。此外，拉伸断口形貌显示，板材断裂类型为韧脆断裂。 1060/7050 铝合金层状复合板经2 道次AEB 后，层界面间形成了良好的冶金 结合，未出现分层现象。复合板在120℃时效24h 后，其力学性能得到进一步提高； 拉伸断口形貌显示 1060 层呈现出典型的韧性断裂，而 7050 层则为脆性断裂。 1060/7050 复合板经2 道次CAEB 水冷后，1060 层和7050 层均呈现出“波浪”、 “碗口”及近似 “W‖状的结合界面，这些结合界面模式在一定程度上提高了界面 间的机械咬合。经2 道次CAEB 水冷制备的复合板在120℃时效24h 后，具有良好 I 重庆大学硕士学位论文 的强韧性。 关键词：剧烈塑性变形；累积挤压结合；超细晶晶粒纯铝板；微观组织；力学性 能 II 英文摘要 ABSTRACT In this paper, 1060 pure aluminum plates, 7050 aluminum alloy plates and 1060/7050 composite plates we