Al-Cu合金超低温变形行为及强化机制分析

来源：机械工程学报杂志2025年第14期北京时间：

作者：王睿乾, 李鲁博, 刘伟

单位：1. 哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室 哈尔滨 150001;2. 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院 哈尔滨 150001

摘要：制备Al-Cu二元合金作为模型材料，研究温度对其变形行为及强化机制的影响。通过单向拉伸测试、应变原位测量、电子显微镜观察等宏微观表征手段对比研究Al-Cu合金在不同温度下的力学性能、应变速率敏感性、塑性失稳现象 (Portevin-Le Chatelier，PLC)效应、位错演变及断口形貌，并通过相关经典理论建立起与温度相关联的强化模型。结果显示，Al-Cu合金的力学性能随温度降低先减弱后增强，越过123 K后可实现强度和伸长率的协同提升。同时，其变形转移模式随温度降低发生显著改变，由PLC带的循环传播转变为整体协调均匀变形。通过强化模型分析发现超低温对Al-Cu合金变形行为的影响主要归结于两类强化机制的竞争关系。随温度降低动态应变时效(Dynamic strain ageing，DSA)强化机制的削弱与其他强化机制的增强此消彼长，共同导致Al-Cu合金力学性能的先减弱后增强，为铝合金超低温成形技术的工艺实践提供理论基础。

关键词：铝铜合金,超低温,Portevin-LeChatelier效应,变形行为,强化机制；

基金资助：国家重点研发计划资助项目(2019YFA0708801)。