摘要
铝及铝合金材料由于具有一系列优异特性，广泛应用于航空航天、交通运输、建筑装饰、包装容器、机械电器、电子通讯、石油化工、能源动力等行业，成为国民经济发展的重要基础材料。随着科技的迅速发展，铝合金的超塑性、导电性等需求都对材料性能提出了更高的要求。通常情况下，人们通过合金化、塑性变形等手段，提高铝合金的性能。 本文通过连续铸挤和ECAP-Conform技术制备铝合金材料，一方面通过在不同变形条件下进行高温变形，研究了Al-1.88Mg-0.18Sc-0.084Er合金的高温变形超塑性特征。借助OM、SEM、XRD、TEM、EBSD等手段，研究了合金变形过程中的晶粒组织和动态再结晶规律，并对析出相和位错等显微结构做出分析。以真应力-真应变曲线和动态再结晶组织为基础，构造了合金热变形本构方程、加工图及动态再结晶模型，并通过建立描述合金超塑性变形机理的本构模型，了解合金超塑性变形机制，同时通过高温拉伸进一步了解合金高温超塑性。另一方面，通过固溶处理、拉拔和时效过程，研究合金显微组织、导电性能和力学性能，制备高导高强的铝合金导线。本文主要研究工作和结论如下: (1)通过连续铸挤和ECAP-Conform技术制备的铝合金线材，晶粒细小，组织均匀，随后通过热压缩实验研究Al-1.88Mg-0.18Sc-0.084Er合金的超塑性。热压缩过程中，随着变形温度的升高、应变速率的减小，合金的峰值应力及流变应力逐渐减小，在组织上表现为动态再结晶进行的越来越充分。通过对应变速率敏感指数m及变形条件的分析，得出793K，应变速率10-3s-1～10-2s-1是合金的最佳热加工条件，并计算得到合金的塑性本构方程，同时基于动态材料模型(DDM)绘制的合金加工图，图中存在两个塑性失稳区和一个峰值区。通过与实际显微组织的对比得出，该加工图对合金的热加工可行性的预报基本准确。 (2)通过显微组织和真应力-真应变曲线可以验证，Al-1.88Mg-0.18Sc-0.084Er合金热加工过程中有动态再结晶的发生，并构建了动态再结晶模型，以说明变形条件对合金动态再结晶的影响。根据应力指数n，晶粒尺寸指数p以及变形激活能Q值，建立描述合金超塑性变形机理的本构方程，以分析合金超塑性变形机理。根据高温拉伸实验进一步观察合金的超塑性性能，合金在温度723K，应变速率1×10-4s-1时获得202％的最大延伸率。 (3)研究稀土元素La、Ce、Y、Sc、Er和加工方式连续铸挤、ECAP-Conform、固溶处理、拉拔、人工时效对铝镁硅合金组织和性能的影响，最终发现稀土元素Ce对导电率提高较大，导电率达到53.5％～55.2％IACS，抗拉强度相差不大，在255～295MPa之间。
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