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铝锂合金的析出相、各向异性与静电场的影响

魏齐龙  
【摘要】: 在研究单相强化的1420合金的基础上,通过回溶处理和指数叠加法研究了两相强化的2090及2090+Ce合金中各析出相对合金的强化贡献及其各向异性、形变织构对合金各向异性的贡献。研究表明:在变形过程中形成的晶体学织构对合金的各向异性有基本的贡献,同时析出相对合金的各向异性也有重要的贡献,并决定其在时效过程中的演变。 定量地分析了δ′相与T_1相对铝锂合金各向异性的贡献。δ′相在纵向和横向的强化贡献最大,而在45°方向的强化贡献最小,即与织构的作用一致;T_1相的强化贡献则在纵向最小,在横向最大,在45°方向较大,即与织构的作用相反。研究表明,δ′相由于颗粒的切过-绕过临界尺寸较大,在变形过程中被运动位错切过,由此产生共面滑移,减小可动滑移系数目,所以其强化具有各向异性;T_1相的临界尺寸较小,但分布于四个{111}滑移面上,故其强化也具有各向异性。 微量Ce加入铝锂合金中,一方面增强2090合金的形变织构,即增强合金的各向异性;另一方面则通过对时效过程的影响而对合金的各向异性产生作用。在时效早期,Ce通过细化和弥散化δ′相来减弱共面滑移对各向异性的贡献;而在整个时效过程中,Ce均使T_1相对各向异性的贡献与形变织构对各向异性的贡献相反。Ce还对2090合金的时效过程有一定的延缓作用。 研究了固溶过程中施加的电场对合金时效后的性能、断裂特征和析出相的影响。研究表明:固溶电场可显著提高2090合金及2090+Ce合金的延伸率,尤其是对2090合金,但对强度则无明显的影响;同时,固溶电场减少合金的沿晶分层断裂比例,并增加穿晶断裂及微区塑性变形;固溶电场还使合金时效后δ′相颗粒的平均尺寸减小、尺寸分布范围减小,并使PFZ的宽度减小。 以示差量热分析技术(DSC)研究δ′相析出的动力学及固溶电场的影响。采用一级反应的模型函数F1:f(α)=1-α,计算了δ′相析出的动力学,计算结果具有良好的线性相关性,并且α具有很好的代表性,确定F1为δ′相析出的最概然机理函数;电场固溶使2090合金和1420合金升温时效过程的δ′相析出激活能有一定程度的减小,并减小了δ′相颗粒的平均尺寸。计算结果与TEM实验结果一致。 研究了时效过程中施加的电场对合金性能、断裂特征和析出相的影响。研究表明:电场时效可在一定程度上提高1420合金的延伸率,但对强度则基本没有影响;同时,电场时效减少沿晶分层断裂比例,增加穿晶断裂及微区塑性变形。电场时效还增加了δ′相颗粒的平均尺寸和PFZ的半宽。 以示差量热分析技术(DSC)研究了时效处理后1420合金的δ′相回溶动力学及时效电场的影响。分别采用一级反应机理函数F1:f(α)=1-α,和三维扩散机 摘要 竺些些旦旦旦旦卿旦旦旦旦旦旦旦早 理函数D3:f(守1.5*(l一a)劝*[l一(l一a)’召]”,计算T6湘回溶的动力学。计算 结果表明:D3函数为6湘溶解的最概然机理函数,时效过程中施加的电场减小 了合金热分析过程中6/相溶解的表观激活能。 计算和分析表明,时效过程中施加的电场,是通过促进6湘的长大和粗化而 增加回溶过程中6‘相颗粒溶解的驱动力,从而减小6‘相颗粒溶解的表观激活能。 计算结果与TEM实验结果一致。


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