铝锂合金电磁形变复合热处理工艺研究

为解决高性能铝锂合金构件的成形难题,提出了电磁形变复合热处理(Electromagnetic deformation combined with heat treatment,ET)工艺,研究了ET工艺下2195铝锂合金的力学性能优势及微观组织演变机理。ET工艺流程为:固溶淬火-电磁形变-人工时效。相比于传统形变热处理(Traditional thermomechanical heat treatment,TMT),ET工艺的形变方式为具有成形极限高、贴模性佳以及表面质量优等优势的电磁形变。研究发现,ET试样的力学性能优势在于屈强比低、加工硬化能力强。ET试样的抗拉强度达到612.3 MPa±2.4 MPa,伸长率达到11.7%±0.2%,屈强比为86.9%。相比于TMT试样,ET试样的屈强比降低了7%,即ET工艺得到的构件服役过程发生屈服后仍有更多的应力增加余量才达到失效状态,有利于构件的可靠服役。此外,在塑性变形阶段,ET试样的应变硬化率更高,为TMT试样的两倍,表明ET试样的加工硬化能力更好。通过织构及斯密特因子分析,揭示了ET试样加工硬化能力更高的机理。研究发现,ET试样的(110)//RD织构体积分数更高,且斯密特因子更小,表明ET试样在塑性变形过程中的后续变形程度更大且变形抗力更大。通过断口分析,发现TMT和ET试样都呈现出晶间断裂和穿晶断裂共存的混合型断口,存在局部韧窝形貌;ET试样的断口形貌中韧窝所占面积较大,与ET试样塑性较高的结果相吻合。