制造经济便捷的铝合金材料，可以这样做

　　新型Al-Li-Cu基合金的相变和强化机理研究还不深入，本文确定了新型Al-Li-Cu合金AA2070在250°C-450°C温度范围内的主要强化沉淀相演变，发现动态回复是温度低于450°C时的主要软化机制，构建了伪加工图确定最佳工艺，为制造出经济便捷的铝合金材料提供了参考。

　　铝锂（Al-Li）合金因其低密度，高模量，高比强度和良好的耐腐蚀性而备受交通运输行业，尤其是航空航天行业的关注。早期的Al-Li合金通常具有较高的锂含量（超过2wt%）。铝锂合金的应用由于其低的断裂韧性，差的延展性和可成形性，特别是机械性能的各向异性而受到限制。在最近开发的第三代Al-Li合金中，Li含量已降至2wt%以下，并且其他合金元素也经过优化得以改善其机械性能。除Li外，Cu是添加到Al-Li基合金中以形成强化析出相的主要合金元素，包括T1（Al2CuLi）和Ɵ'（Al2Cu）相。但对新开发的Al-Li-Cu基合金的相变和强化机理仍知之甚少。对不同初始微观结构的Al-Li-Cu合金的热变形行为关注有限。

　　在本研究中采用的新型Al-Li-Cu合金AA2070，与其他第三代Al-Li合金之间的化学成分之间的主要区别是不添加银，有助于进一步减轻重量和降低成本。使用等温压缩试验在各种温度和应变速率下，研究了初始显微组织对新型第三代Al-Li-Cu合金热变形行为的影响。相关论文以题为“Microstructure and hot deformation behavior of a new aluminum–lithium–copper based AA2070 alloy”发表在Materials Science and Engineering A。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0921509320301362

　　研究确定了250°C-450°C温度范围内的主要强化沉淀相。在250°C下，该合金的主要析出物为T1相和Al3Zr析出物，同时还观察到少量的Ɵ'/δ'复合析出物。T1析出物具有平行于{111}Al平面的惯性平面，而Ɵ'/δ'复合析出物形成在{001}Al平面上。随着时效温度的升高，T1相的数量减少，而Ɵ'/δ'复合沉淀物的比例增加。在350°C，主要的沉淀相为T1、Ɵ'/δ'复合沉淀和Al3Zr。在450°C下，Al3Zr相成为微观结构中的主要沉淀物。在初始微观结构中观察到高活化能，同时T1沉淀和Ɵ'/δ'复合沉淀均占较高比例。

图1在250°C时效8小时后，AA2070中沉淀微观结构的TEM/STEM表征（a）T1沉淀明场TEM图像；（b）HAADF-STEM图像显示T1沉淀和Al3Zr沉淀；（c）HAADF-STEM图像显示在Al3Zr沉淀附近有Ɵ'沉淀；（d）~（f）HAADF-STEM图像显示了在不同放大率下Ɵ'/δ'复合沉淀结构的原子结构

　　动态回复是温度低于450°C时的主要软化机制。在低温变形下会产生强的[101]压缩织构，并且变形织构的强度会随着应变率的增加而增加。在450°C和0.001 s-1的应变速率下，该组织中发生了广泛的动态再结晶，从而导致该组织的显着细化和最弱的变形织构，这将大大有利于该合金的机械性能。根据合金的热加工图可以确定在约450°C和约0.001 s-1的条件下实现较高的热加工性和最佳的变形后微观结构。

图2AA2070合金在450°C热变形后的微观结构的STEM表征（a）低倍率明场STEM图像；（b）暗场STEM图像；（c）低放大倍率和（d）高放大倍率明场STEM图像，显示了应变率为0.001s-1变形后微观结构中的位错结构

图3在不同应变水平下构建的伪加工图（a）0.03应变；（b）0.3应变；（c）0.5应变；（d）0.7应变

　　综上所述，本文结合微观结构表征和计算模型研究了新型Al-Li-Cu合金的组织与热变形行为，构建了伪加工图以检查合金的热加工性能并确其最佳加工条件，为制造出经济便捷的铝合金材料提供了参考。