高强铝合金的织构调控及其耐损伤机理研究
作者单位：湖南科技大学材料科学与工程学院
会议名称：《第十二届中国金属学会青年学术年会暨首届〝碳中和〞冶金青年科学家沙龙》
会议日期：1000年
学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）]
摘 要：铝合金因其高比强度、高导热性、以及优异的成形性能等特点,在航空航天、新能源汽车、轨道交通等高端装备领域有广泛的应用前景。然而,铝合金的强度和塑性难以同时兼顾,高强铝合金在复杂服役环境下的疲劳损伤问题制约了其在关键领域的应用。调控微观组织是改善铝合金耐损伤性能的主要方法,目前国内外的相关研究主要集中于杂质相、沉淀相、晶粒尺寸等方面。近期研究人员发现,织构能够显著改善铝合金的疲劳性能,并逐步成为目前研究的热点。本研究采用多次轧制与热处理相结合的方式制备了不同织构取向(Brass、Cube和Goss等)的铝合金薄板。采用电子背散射衍射技术(EBSD)、扫描电子显微分析技术(SEM)和透射电子显微分析技术(TEM)等先进测试手段,多尺度详细表征了不同处理条件下的铝合金晶粒组织,系统研究了织构对高强铝合金耐损伤性能的影响。主要研究结果如下:(1)冷轧过程中,铝合金中Cube和Goss织构的体积分数随轧制变形量的增加而减小,Brass和S织构的体积分数随轧制变形量的增加而减小。其中,再结晶更倾向于S取向晶粒中形成,但Brass取向晶粒可以通过多级退火处理保留下来;(2)立方体织构是再结晶织构的主要类型,而多道次冷轧+低温处理有利于立方体织构的形成;(3) Brass织构提高了合金强度的同时,通过应力分担机制也降低疲劳裂纹扩展速率;(4)大尺寸立方织构取向晶粒有利于降低合金在盐雾服役环境下的疲劳裂纹扩展速率。基于上述研究结果可知,通过调控高强铝合金中织构类型、比例、分布等特征,在保留强度的同时可有效改善铝合金的疲劳性能。该研究以期为高强铝合金的微结构优化设计和应用提供理论指导和技术支持。