铝合金超低温轧制变形机理及工艺优化基础研究

系统研究了应变硬化型5052和时效硬化型高强铝合金的超低温变形加工与后续热处理工艺及内在变形机制和强化机理，并将超低温变形加工技术应用于亚稳奥氏体不锈钢的加工处理；研究了高强铝合金的加工性能及热变形机理。（1）掌握了铝合金超低温变形加工技术与后续热处理工艺，显著弱化退火态5052铝合金织构的同时，使O态屈服强度较室温轧制合金提高~33%，优于现有商用5052-O合金板材及高牌号5000系铝合金性能；实现了难变形高强7000系铝合金的大变形量超低温轧制变形，使合金强度提高~20%，直接时效处理使超低温轧制合金屈服强度较传统热轧合金提高70MPa以上，延伸率可达8%以上。（2）超低温变形加工可快速促进304亚稳奥氏体不锈钢中形变诱导马氏体转变，但未改变马氏体与母相奥氏体间取向关系，后续再结晶处理后平均晶粒尺寸达4-5μm，且屈服和抗拉强度分别达到360MPa和800MPa以上，明显优于太钢等企业生产的304奥氏体不锈钢薄板性能。（3）构建了激活能演变的高强7050铝合金热变形本构方程和唯理性本构方程，确定了较佳的加工工艺窗口和热变形机理。本项目取得的研究成果可为铝合金及其他系列合金提供一种低成本、高效加工处理技术，可显著提升强塑性和改善变形能力。

现有热、冷轧制铝合金板材在组织、性能及其均匀性等方面无法满足航空航天等国家重大工程领域的应用需求，主因在于冷、热轧制中温度及变形热效应对回复和再结晶的有利促进使得组织细化能力减弱。项目组探索研究发现超低温下可使高强铝合金实现高达90%的轧制变形,并显著提升合金强度,但对这种优异超低温轧制变形能力的形成机理尚无直接、合理的理解和认识。本项目拟在获得优化的高强铝合金板材超低温轧制加工工艺基础上,开展超低温轧制过程中组织、位错缺陷等演变的表征,并就缺陷变化的温度效应进行微观表征和理论分析；同时基于超低温本构模型与有限元模拟研究来分析和认知超低温下塑性变形与温度、应变间的关联性及温度对合金时效特性的影响,从而结合起来揭示优异超低温变形能力的形成机理。与此同时，超低温轧制变形引入的高变形储能对后续室温存储和再结晶/时效热处理等的影响及合金强化机理的研究和理解是实现合金强韧化的关键环节。

内容筒介

本书从工程技术角度介绍了工程中常用的各种优化方法，并

对轧制变形规程的优化设计做了阐述。书中对板带钢轧制规程、型

钢孔型及初轧开坯轧制规程优化设计方法、步骤进行了介绍，同

时还举出了一些算例，以说明优化结果。全书共分五章，第1章绪

论，第2章介绍了优化设计的基本内容，第3章讲述了目标函数和

约束条件的基本性质，第4章是各种优化方法，第5章是板带钢轧

制规程的优化设计，型钢、线材孔型的优化设计及轧制开坯压下

规程的优化设计。

本书较系统地介绍了轧制变形规程的优化设计，可供从事轧

制研究、生产和设计的专业科技人员学习和参考。也可以作为高

等院校压力加工专业或其他有关专业的教师、研究生、本科生的

教学、科研参考书。

《镁合金板带轧制工艺基础研究》从镁合金热变形特点出发，系统地总结了镁合金的热变形行为、道次间软化行为以及变形过程中的开裂行为，并对镁合金板轧制温度场变化规律及轧辊温度的有效控温方法进行了阐述，同时对镁合金板轧制的边裂行为做了简要介绍。

《镁合金板带轧制工艺基础研究》共7章，主要内容包括：镁合金及镁合金板卷轧制过程中的热变形行为和温度场特征，镁合金的热变形行为及道次间的软化行为，镁合金热变形开裂行为及其适用准则，镁合金板轧制过程中的温度场变化特性，镁合金板轧制工艺的轧辊温度控温方法，镁合金板材轧制组织与性能间的构效关系，以及板材轧制过程中的边裂行为。

《镁合金板带轧制工艺基础研究》可供从事镁合金塑性变形理论研究的学者与从事镁合金制备生产工艺的工程技术人员参考，也可作为大专院校有关专业师生的参考书。

2020年7月21日，《变形铝合金精密锻造—工艺规范》发布。

2021年2月1日，《变形铝合金精密锻造—工艺规范》实施。