机械工程学报 ›› 2025, Vol. 61 ›› Issue (14): 45-55.doi: 10.3901/JME.2025.14.045
• 特邀专栏:铝合金薄壁构件超低温成形制造新原理 • 上一篇
王睿乾1,2, 李鲁博1,2, 刘伟1,2
WANG Ruiqian1,2, LI Lubo1,2, LIU Wei1,2
摘要: 制备Al-Cu二元合金作为模型材料,研究温度对其变形行为及强化机制的影响。通过单向拉伸测试、应变原位测量、电子显微镜观察等宏微观表征手段对比研究Al-Cu合金在不同温度下的力学性能、应变速率敏感性、塑性失稳现象 (Portevin-Le Chatelier,PLC)效应、位错演变及断口形貌,并通过相关经典理论建立起与温度相关联的强化模型。结果显示,Al-Cu合金的力学性能随温度降低先减弱后增强,越过123 K后可实现强度和伸长率的协同提升。同时,其变形转移模式随温度降低发生显著改变,由PLC带的循环传播转变为整体协调均匀变形。通过强化模型分析发现超低温对Al-Cu合金变形行为的影响主要归结于两类强化机制的竞争关系。随温度降低动态应变时效(Dynamic strain ageing,DSA)强化机制的削弱与其他强化机制的增强此消彼长,共同导致Al-Cu合金力学性能的先减弱后增强,为铝合金超低温成形技术的工艺实践提供理论基础。
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