ECAP形变对高纯铝微结构及冲击层裂损伤的影响

摘要

在高应变率冲击载荷下,金属材料的主要失效方式之一是层裂损伤.为探讨微结构对层裂损伤的影响,本文利用等径角挤压(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)技术制备了不同微结构的高纯铝,并对改性后的高纯铝进行平板撞击实验,通过电子背散射衍射表征加载后样品的孔洞分布和晶界取向差.研究发现:高纯铝在ECAP挤压变形过程中发生动态再结晶和动态回复,导致采用ECAP技术无法获得超细晶高纯铝;降低挤压温度可抑制动态再结晶,并得到尺寸相对较小的晶粒(约50 μm).平板撞击实验结果表明,晶粒尺寸对弹性极限、层裂强度等宏观力学性能影响较小.回收样品分析表明,大晶粒样品中孔洞尺寸大而数量少,小晶粒样品中孔洞尺寸小,但数量多.孔洞在晶界(沿晶孔洞)及晶界附近(晶内孔洞)均可成核.晶内孔洞比沿晶孔洞数量多但尺寸小.大角度晶界比小角度晶界更容易导致沿晶孔洞成核,而晶内孔洞倾向于在45°～55°晶界附近成核.