鋁合金超低溫軋制變形機理及工藝優(yōu)化基礎(chǔ)研究

系統(tǒng)研究了應(yīng)變硬化型5052和時效硬化型高強鋁合金的超低溫變形加工與后續(xù)熱處理工藝及內(nèi)在變形機制和強化機理，并將超低溫變形加工技術(shù)應(yīng)用于亞穩(wěn)奧氏體不銹鋼的加工處理；研究了高強鋁合金的加工性能及熱變形機理。（1）掌握了鋁合金超低溫變形加工技術(shù)與后續(xù)熱處理工藝，顯著弱化退火態(tài)5052鋁合金織構(gòu)的同時，使O態(tài)屈服強度較室溫軋制合金提高~33%，優(yōu)于現(xiàn)有商用5052-O合金板材及高牌號5000系鋁合金性能；實現(xiàn)了難變形高強7000系鋁合金的大變形量超低溫軋制變形，使合金強度提高~20%，直接時效處理使超低溫軋制合金屈服強度較傳統(tǒng)熱軋合金提高70MPa以上，延伸率可達8%以上。（2）超低溫變形加工可快速促進304亞穩(wěn)奧氏體不銹鋼中形變誘導(dǎo)馬氏體轉(zhuǎn)變，但未改變馬氏體與母相奧氏體間取向關(guān)系，后續(xù)再結(jié)晶處理后平均晶粒尺寸達4-5μm，且屈服和抗拉強度分別達到360MPa和800MPa以上，明顯優(yōu)于太鋼等企業(yè)生產(chǎn)的304奧氏體不銹鋼薄板性能。（3）構(gòu)建了激活能演變的高強7050鋁合金熱變形本構(gòu)方程和唯理性本構(gòu)方程，確定了較佳的加工工藝窗口和熱變形機理。本項目取得的研究成果可為鋁合金及其他系列合金提供一種低成本、高效加工處理技術(shù)，可顯著提升強塑性和改善變形能力。

現(xiàn)有熱、冷軋制鋁合金板材在組織、性能及其均勻性等方面無法滿足航空航天等國家重大工程領(lǐng)域的應(yīng)用需求，主因在于冷、熱軋制中溫度及變形熱效應(yīng)對回復(fù)和再結(jié)晶的有利促進使得組織細化能力減弱。項目組探索研究發(fā)現(xiàn)超低溫下可使高強鋁合金實現(xiàn)高達90%的軋制變形,并顯著提升合金強度,但對這種優(yōu)異超低溫軋制變形能力的形成機理尚無直接、合理的理解和認識。本項目擬在獲得優(yōu)化的高強鋁合金板材超低溫軋制加工工藝基礎(chǔ)上,開展超低溫軋制過程中組織、位錯缺陷等演變的表征,并就缺陷變化的溫度效應(yīng)進行微觀表征和理論分析；同時基于超低溫本構(gòu)模型與有限元模擬研究來分析和認知超低溫下塑性變形與溫度、應(yīng)變間的關(guān)聯(lián)性及溫度對合金時效特性的影響,從而結(jié)合起來揭示優(yōu)異超低溫變形能力的形成機理。與此同時，超低溫軋制變形引入的高變形儲能對后續(xù)室溫存儲和再結(jié)晶/時效熱處理等的影響及合金強化機理的研究和理解是實現(xiàn)合金強韌化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

內(nèi)容筒介

本書從工程技術(shù)角度介紹了工程中常用的各種優(yōu)化方法，并

對軋制變形規(guī)程的優(yōu)化設(shè)計做了闡述。書中對板帶鋼軋制規(guī)程、型

鋼孔型及初軋開坯軋制規(guī)程優(yōu)化設(shè)計方法、步驟進行了介紹，同

時還舉出了一些算例，以說明優(yōu)化結(jié)果。全書共分五章，第1章緒

論，第2章介紹了優(yōu)化設(shè)計的基本內(nèi)容，第3章講述了目標函數(shù)和

約束條件的基本性質(zhì)，第4章是各種優(yōu)化方法，第5章是板帶鋼軋

制規(guī)程的優(yōu)化設(shè)計，型鋼、線材孔型的優(yōu)化設(shè)計及軋制開坯壓下

規(guī)程的優(yōu)化設(shè)計。

本書較系統(tǒng)地介紹了軋制變形規(guī)程的優(yōu)化設(shè)計，可供從事軋

制研究、生產(chǎn)和設(shè)計的專業(yè)科技人員學(xué)習(xí)和參考。也可以作為高

等院校壓力加工專業(yè)或其他有關(guān)專業(yè)的教師、研究生、本科生的

教學(xué)、科研參考書。

《鎂合金板帶軋制工藝基礎(chǔ)研究》從鎂合金熱變形特點出發(fā)，系統(tǒng)地總結(jié)了鎂合金的熱變形行為、道次間軟化行為以及變形過程中的開裂行為，并對鎂合金板軋制溫度場變化規(guī)律及軋輥溫度的有效控溫方法進行了闡述，同時對鎂合金板軋制的邊裂行為做了簡要介紹。

《鎂合金板帶軋制工藝基礎(chǔ)研究》共7章，主要內(nèi)容包括：鎂合金及鎂合金板卷軋制過程中的熱變形行為和溫度場特征，鎂合金的熱變形行為及道次間的軟化行為，鎂合金熱變形開裂行為及其適用準則，鎂合金板軋制過程中的溫度場變化特性，鎂合金板軋制工藝的軋輥溫度控溫方法，鎂合金板材軋制組織與性能間的構(gòu)效關(guān)系，以及板材軋制過程中的邊裂行為。

《鎂合金板帶軋制工藝基礎(chǔ)研究》可供從事鎂合金塑性變形理論研究的學(xué)者與從事鎂合金制備生產(chǎn)工藝的工程技術(shù)人員參考，也可作為大專院校有關(guān)專業(yè)師生的參考書。

2020年7月21日，《變形鋁合金精密鍛造—工藝規(guī)范》發(fā)布。

2021年2月1日，《變形鋁合金精密鍛造—工藝規(guī)范》實施。