Al-Zn-Mg合金低温大变形中超细晶组织及形变机理.pdfVIP

第34卷 第6期 稀有金属材料与工程 Vbl．34．NO．6 2005年 6月 RAREMETALMATERIALSANDENGINEERING June2005 金低温大变形中超细晶组织 Al—Zn—Mg合 及形变机理 卢 剑1，殷京瓯2，何瑜1，丁宝峰3，张廷杰2 (1．宝鸡有色金属加工，1，陕西宝鸡721014) (2．西北有色金属研究院，陕西西安710016) (3．北京科技大学，北京100083) 摘要：采用大变形锻造法，研究了7075铝合金在低温大变形下的显微组织的演化，为制取超细晶组织提供一个新的 方法。利用透射电子显微镜分析了合金在不同条件下的组织形貌特征。结果表明，通过超低温大变形能够得到超细晶组 织，晶粒尺寸约为0．5“m。对本实验中没有发现形变孪晶的原因进行了讨论。合金的变形机制主要是位错滑移，晶粒碎 化和几何动态再结晶机制。 关键词：大变形；低温；超细晶组织；7075铝合金 中图法分类号：TGl46 文献标识码：A 文章编号：1002—185x(2005)06一089l—04 超细晶(uFG)材料和纳米材料以其比通常的粗晶织演化过程，为采用多向锻造制取超细晶组织提供了 材料更优异的力学性能和物理性能而越来越引起科学 一个新的思路和方法。 界的兴趣。近年来，开发了多种细晶技术来研究超细 1 实验方法 晶材料和纳米材料。其中，强应变方法似乎是最有可 5．6％， 能获得大块超细晶甚至是纳米晶组织的方法。比起球 原始试样为7075合金，合金主成分为zn 磨法和电沉积法，强烈塑性形变法(SPD)的优点是 2．3％，Cu Mg 1．6％(质量分数，下同)，余量为Al。在 试样不会有空洞、污染等缺陷。目前，对以等径角法 低温锻造前，先分别在430℃和室温下连续三向锻造 获得细晶组织。取尺寸为40mm×40mm×40mm的 (ECAP)、高压扭转法(HPT)、折叠轧制法(ARB)、超 声击打法(uSSP)为代表的强塑性形变法已经做了大量2个试样，用铜作包套，在液氮下浸泡15min后，一 的研究并取得了一定的进展【lq】。但遗憾的是这些方法 个低温单向锻造，另一个低温连续三向锻造且每一方 制备出来的细晶材料仍然存在着这样那样的不足并且 向锻造一次后换向900。单次变形量超过60％。应变 成本较高。 速率约为102s～。在垂直于锻造方向上取透射电镜样， 20世纪90年代初，R．z．valiev等人就研究过多向经薄膜电解双喷制取的试样在电镜下观察，透射电镜 (MAF)锻造细化晶粒的可行性。尽管单次变形量超过型号为JEOL200cx。 了50％，但由于是在较高温度下加工，晶粒细化效果 2实验结果和讨论 不如其它强应变方法【1】。虽然可以通过降低温度抑制 晶粒的动态回复和再结晶以提高晶粒的细化效果，但 图l为室温下三向锻造后的显微组织。晶粒呈细 它反过来又使材料变形困难而失效。这也是锻造法近 小等轴晶，尺寸小于1nm。晶界清晰。晶内位错很 几年发展缓慢的主要原因。 难观察到，这是超细晶的典型特征。图中还可以观察到 本文采用多向约束锻造法对7075铝合金进行从20nm到几百纳米