关于硬铝合金LY12加工变形问题的探究

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摘 要 LY12为铝-铜-镁系中的典型硬铝合金，其成分比较合理，综合性能较好，因此，在工业生产中得到广泛应用。近几年来，超塑性成型技术已经成为一种很有前途的成型工艺，当温度一定时，ly12铝合金在一个较为宽泛的应变速率范围内得到不同程度的均匀变形。由于LY12铝合金做为一种能够进行热处理工艺的材料，研究其超塑性具有重要的现实意义。本文通过试验对硬铝合金LY12板材的超塑性以及变形机制进行研究，从而为其超塑成型提供一定的借鉴。

关键词 硬铝合金；LY12；超塑性；变形；研究

中图分类号TU51 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2013）101-0074-02

长期以来，在工业生产中经常使用一些比较难加工的材料，一般情况下，这些材料的塑造性都比较低，不容易发生变形，难以满足工业生产的要求。超塑性是指在一定内外部环境下变形时所表现出的异常高的塑性现象，通过大量的实践以及试验表明，超塑性的材料中需要细晶组织，对于供应状态的合金组织不容易发生超塑性。因此，在进行超塑变形前，需要对该合金材料进行超塑预处理，从而达到超塑性变形处理的条件。

1试验材料以及方法

根据超塑性变形所需要细晶的处理原理，提高硬铝合金LY12的超塑性关键在于是如何获得该合金中的细晶组织。通过不断的实验，最终提出以下硬铝合金LY12的超塑预处理工艺：首先，热轧温度为（410～450）℃，变形量为（45～75）%，冷轧的变形量为（55～75）%；其次，轧制后的板材厚度为1.23mm，根据金属材料在高温拉伸实验法的标准，将硬铝合金LY12板材轧制成下图1所示的拉伸试样；最后，将其进行快速加热，高温适当时保温（460～475）℃，水淬，且循环两次，后进行稳定化退火。该处理工艺过程就是晶粒细化处理工艺，通过此种方法，硬铝合金LY12能够获得尺寸小于10μm的细晶组织。

图1硬铝合金LY12超塑拉伸试样

拉伸试验采用恒载实验，观察试样身长量与时间之间的关系，并且通过探索性的试验，从中找出符合应变速率所对应的载荷量，当确定载荷量之后，对其不再改变，一直到试样被拉断。根据相关资料上的处理方法，对其进行化学抛光腐蚀。采用S-570扫描电镜以及H-800透射电镜对晶粒细化以及超塑变形中的组织变化进行全面的观察，从而取得相关变形数据。

2 试验结果以及分析

通过试验结果可以得知，硬铝合金LY12超塑变形的最佳条件为：温度范围处于465℃，最初应变速率为4.12×10-4s-1，在该种条件下，硬铝合金LY12达到的最大延伸率为485%，流动应力不超过3.25MPa。

在进行恒载拉伸时会发现，没有经过超塑变形处理的试样，将其直接放入到热炉中进行拉伸时，其延伸率比较低，甚至会发生脆断现象。从扫描电镜中能够观察到，对于在结晶的晶粒中存在很多小麻点，这些麻点经过高分散以及沉淀都会引起LY12铝合金的强度以及硬度发生变化，都呈现增大的态势。所以，将此种状态的试样直接放入到热炉中进行拉伸，就会导致拉伸率降低，发生脆断现象。通过一定分析，将试样放入到465℃的温度下进行保温处理，基本上不会产生超塑性延伸，并且随着保温时间的延伸，其试样的延伸率也会逐渐增大，当达到一定的保温时间时，延伸率就会呈现下降趋势。因此，硬铝合金LY12在保温4个小时的条件下，能够拉伸成形，呈现较好的超塑效果。

在此次预处理工艺中，热轧以及冷轧过程主要是为了获得变形储能，从而形成强变形区，最后成为高速加热时的再结晶形核区域。对其进行高温加热主要目的是控制再次晶粒的成长速率。为了能够充分说明细晶对硬铝合金LY12超塑性的影响，对该合金在温度为465℃以及不用应变速率下的变形机制进行了研究，如下表2所示：

通过此种试验表明，在最佳的超塑条件下，晶界滑移对总变形量的影响为（60～70）%，始终占着重要位置，因此，晶界滑移是影响LY12铝合金超塑变形的主要机制。

3 结论

通过该试验分析表明，首先，硬铝合金LY12有着比较高的超塑性；其次，对其进行变形处理前应进行超塑预处理，通过预处理工艺能够得到细晶组织；并且硬铝合金LY12超塑变形的最佳条件为：温度范围处于465℃，最初应变速率为4.12×10-4s-1，在该种条件下，LY12铝合金达到的最大延伸率为485%，流动应力不超过3.25MPa；再次，硬铝合金LY12在保温四个小时的条件下，能够拉伸成形，呈现较好的超塑效果；最后，晶界滑移是影响LY12铝合金超塑变形的主要机制。

参考文献

[1]田甲，张治民，胡慧中，等.时效处理对LY12铝合金残余变形的影响[J].热加工工艺，2013，42（8）：177-178，181.

[2]王春举，单德彬，郭斌，等.纯铝和LY12铝合金微塑性成形性能评价试验研究[J].锻压技术，2005，30（1）：7-9，18.

[3]周广涛.双向预置应力控制铝合金薄板焊接变形与热裂纹研究[D].哈尔滨工业大学，2009.

[4]程广福，霍岩，王辉亭，等.塑性变形铝合金槽楔组织和性能的影响[C].中国电机工程学会大电机专委会2011年学术交流会论文集，2011：73-75.