導(dǎo)讀：對(duì)Al-1.2Mg-2.4Si-1.2Cu-0.6Mn合金進(jìn)行了400～550°C和0.05～1 s-1下的熱壓縮試驗(yàn)，并利用固有方程和加工圖評(píng)估了鋁合金的熱加工性能，以優(yōu)化熱壓變形條件下的變形參數(shù)。利用OM、SEM、TEM和EBSD研究了熱壓后鋁合金的微觀結(jié)構(gòu)，確定了不同變形溫度和應(yīng)變速率下的變形機(jī)制。

　　隨著社會(huì)的發(fā)展和道路車輛數(shù)量的增加，交通基礎(chǔ)設(shè)施的負(fù)擔(dān)也隨之增加。為了減少能源消耗和資源壓力，應(yīng)該采取另一種措施，即升級(jí)公路護(hù)欄材料。Al-Mg-Si合金是最常見的鋁合金，具有強(qiáng)度/質(zhì)量比高、成形性好、耐腐蝕性強(qiáng)、可回收性高等特性，是目前使用的鋼鐵和水泥等較重材料的最佳替代品，并有可能降低運(yùn)輸業(yè)對(duì)減重的需求和資源回收利用的壓力。

然而，傳統(tǒng)的鑄造方法由于冷卻速度慢、合金組織晶粒粗大和成分偏析等原因，無(wú)法生產(chǎn)出高強(qiáng)度和高韌性合金。同時(shí)，還會(huì)對(duì)合金在高溫下的可加工性造成很大限制，進(jìn)而影響產(chǎn)品的力學(xué)性能。鋁合金制造中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一是熱變形過程。在高溫變形過程中，合金會(huì)經(jīng)歷動(dòng)態(tài)復(fù)原(DRV)、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶(DRX)和動(dòng)態(tài)演化（如溶解、生長(zhǎng)和沉淀）。這些微觀結(jié)構(gòu)演變行為會(huì)對(duì)合金的流動(dòng)行為和最終微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重大影響。因此，要設(shè)計(jì)和開發(fā)具有最佳加工性能的擠壓鋁板合金，就必須全面了解合金的熱變形機(jī)制。合金的熱變形行為通常用基本參數(shù)流動(dòng)應(yīng)力來(lái)量化。

近年來(lái)，研究人員對(duì)某些鋁合金在熱壓縮過程中的流動(dòng)應(yīng)力行為進(jìn)行了研究，并還提出了各種構(gòu)成方程來(lái)描述其熱變形行為。Al-Mg-Si合金生產(chǎn)過程中存在的問題通常與變形參數(shù)密切相關(guān)。然而，目前鮮少有關(guān)于Al-1.2Mg-2.4Si-1.2Cu-0.6Mn熱變形行為的研究。

近日，昆明理工大學(xué)李祖來(lái)教授團(tuán)隊(duì)研究了Al-1.2Mg-2.4Si-1.2Cu-0.6Mn合金在不同變形溫度和應(yīng)變率下的熱變形行為，并建立構(gòu)成方程。研究成果以題為“Flow behavior and microstructural evolution of Al-1.2Mg-2.4Si-1.2Cu-0.6Mn alloy during hot compression”發(fā)表于金屬期刊《Journal of Alloys and Compounds》。昆明理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院李祖來(lái)教授課題組的碩士研究生楊智祥是論文的第一作者，張飛老師和李祖來(lái)老師是本論文的共同通訊作者。此工作在昆明理工大學(xué)碩士研究生石一凡、韋賀老師、肖寒老師的幫助下完成。

　　結(jié)果表明，變形溫度對(duì)合金的流動(dòng)行為和微觀結(jié)構(gòu)演變具有重要影響。壓縮溫度越高，流變應(yīng)力峰值越低，峰值出現(xiàn)的時(shí)間越早。然而，熱變形溫度越低，峰值應(yīng)力的下降趨勢(shì)越明顯。合金的峰值流動(dòng)應(yīng)力隨應(yīng)變速率的增加而增加，后隨峰值下降，這表明動(dòng)態(tài)恢復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過程產(chǎn)生了軟化效應(yīng)。

　　試驗(yàn)合金的變形活化能（Q）為180.671 2 kJ/mol，主要變形機(jī)制是動(dòng)態(tài)回復(fù)。450℃以下的穩(wěn)態(tài)流動(dòng)歸因于動(dòng)態(tài)回復(fù)，而450℃以上和低應(yīng)變率下的軟化流動(dòng)則與析出物的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變有關(guān)。當(dāng)變形溫度低于450℃時(shí)，合金會(huì)出現(xiàn)大量的缺陷區(qū)域，并伴隨粗大的析出物析出，對(duì)合金的整體性能產(chǎn)生一定程度的破壞。在變形溫度高于525℃時(shí)，壓縮合金容易產(chǎn)生熱裂紋缺陷，析出相較粗，同時(shí)伴隨著析出量的減少。

　　在450～500℃的溫度范圍內(nèi)，擠壓速率對(duì)合金析出相的影響比其他溫度下更大。隨著應(yīng)變速率的增加，Mg2Si相減少，而Al（Fe，Mn）Si共晶相的析出增加。Mn相納米顆粒對(duì)合金的變形行為有特殊影響。在高溫條件下的變形過程中，這些顆粒在一定程度上阻礙了新亞晶界的遷移和晶粒的粗化。此外，這些粒子還能有效地釘住位錯(cuò)，加速位錯(cuò)糾纏的產(chǎn)生。