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钛合金、铝合金等有色合金强度高、重量轻,被广泛应用在结构重量有至关重要意义的航空航天制造业中。研究这些合金的超塑性能,对采用超塑性等温锻造方法制造复杂形状锻件具有重要意义。 本文对Φ16mmLD10铝合金热轧棒材采用420℃再结晶退火处理,使合金获得更加均匀、细小的晶粒组织,平均延伸率由158.2%提高到223%,该方案为本文推荐的较佳超塑性预处理方案。另外,原棒材经380℃、460℃退火及500℃固溶水冷处理后,也可获得较细的晶粒和较好的超塑性,个别试样的延伸率高达321%。 超塑性拉伸试验结果表明,经420℃退火处理后,LD10铝合金在460℃~510℃温度范围内,及在1.1×10-2S-1~1.1×10-4S-1应变速率范围内,具有超塑性,平均延伸率在108%~231%范围内变化。本文所得的最佳超塑性温度范围为500℃~510℃,最佳应变速率为3.3×10-4S-1,在此温度和应变速率条件下,经420℃退火处理棒材的平均延伸率达到223%~231%,流动应力仅为10.389MPa~12.962MPa。在具有较好超塑性的LD10拉伸断口中,于晶粒表面上产生有大量的丝状金属须。 本文以具有明显铁偏析的Ti-1023合金棒材为原材料,采用粉末烧结+等温锻造的复合工艺制备Ti-1023粉末合金,使合金相对密度高达99.57%,显微组织异常均匀、细小,初生α相等轴性良好,完全消除了原棒材中的Fe偏析和β斑缺陷,室温拉伸性能大幅度提高,并呈现出了1269%的良好超塑性,个别试样δ值高达1422%,该项复合工艺为制备优质Ti-1023合金、细化合金组织、提高超塑性能的有效方法。 超塑性拉伸试验结果表明,Ti-1023粉末合金在700℃~820℃温度范围内以及在3.3×10-4s-1~3.3×10-2S-1应变速率范围内都具有超塑性,拉伸延伸率分别在391%~1269%和155%~1422%范围内显著变化。所得最佳超塑性温度为750℃~760℃,最佳初始应变速率为3.3×10-4s-1~3.3×10-3s-1,在此温度和初始应变速率条件下,延伸率高达1269%~1422%,流动应力仅为23.6 MPa~62.3MPa。在最佳超塑性条件下Ti-1023粉末合金拉伸试样呈现典型的“点”形式断裂,断口表面起伏很大,晶间断裂特征特别明显。