导读：本研讨介绍了用于超塑性和快速塑料成型工艺的耐时效、细晶AlMgZnCu合金。该研讨运用T相（Mg32（Al，Zn）49）进行晶粒细化和时效硬化。它布置了微米巨细的T相颗粒的均匀散布，这些颗粒能够在终究固溶退火时溶解，并在板材的工业加工进程顶用再结晶成核（PSN），以到达低至4微米的等轴晶粒尺度。这种细静晶粒尺度有利于铝合金的高温成型。当在470°C时以10^-2s^-1或5*10^-5s^-1的应变率变形时，伸长率超越200%和400%，风趣的是，即便在该温度下坚持一天，晶粒结构也十分安稳。此外，在对水或压缩空气中进行淬火进行油漆烘烤热处理后，该资料的屈从强度值超越380MPa。

　　为了促进进一步的轻量化并减轻轿车的分量，添加铝合金的运用将是有利的。但是，假如铝合金要合适高档运用，就必须处理铝合金的杰出成形性和高强度的权衡问题。穿插合金能够极大地协助处理这个问题。基督教多普勒先进铝合金实验室的学者们经过将5xxx系列合金的高镁含量（具有杰出的成形性）与7xxx系列合金（5/7穿插）的沉积硬化才能相结合，克服了权衡的需求。经过坚持锣/锌比1，经过T相沉积完成硬化。T相（Mg32（Al，Zn）49）每个单位电池有162个原子和广泛的成分，这取决于合金成分和运用的热处理。降水也能够经过添加Ag[或Cu来添加Guinier-Preston（GP）区构成的数量密度。新式5/7穿插合金的沉积序列没有得到充沛探究。但是，据主张，正如Stemper等人所总结的那样，尽管降水没有彻底清楚，但它在GP区和T期或η期的前体上进行。

　　经过运用2步热处理和添加Cu，能够到达5/7穿插合金的高强度水平。在100°C左右预老化，在185°C下进行油漆烘烤（或烘烤硬化）20分钟，导致油漆烘烤呼应（PBR）超越150 MPa，总屈从强度水平超越400 MPa。关于添加Cu的5/7穿插合金，Lüders伸长率和Portevin-Le-Chatelier（PLC）效应能够避免或按捺，并报告了因为狭隘的无沉积区（PFZ）而增强的粒间耐腐蚀性（IGC）。据报道，5/7穿插合金还体现出改善的应力腐蚀开裂（ICC）和耐去角质功能。穿插合金已被证明适用于冲突拌和加工（FSP）和惯例焊接操作。即便是太空中的专用运用好像也可行。因为5/7穿插合金具有许多有出路的特性，因而探究其潜在运用领域十分风趣。例如，高温成型工艺，如超塑料成型（SPF）或快速塑料成型（QPF），将具有商业含义，因为最常用的5xxx系列合金，如EN-AW 5083，不能进行老化硬化。

　　超塑性成型是一种多晶资料能够接受十分高的伸长率而不会失效的进程。在商业上，此类进程在≥0.5Tm（熔点）范围内的温度下以10-4-10-2s-1的低应变率进行。假如资料要体现出超塑性行为，有两个首要要求：首要，高应变率灵敏度以约束颈部；其次，低损坏堆集率（例如空化），以避免资料过早失效。因为应变率灵敏度跟着晶粒尺度的减小而添加，人们普遍认为，商用超塑料铝合金的要害要求是安稳的晶粒尺度10μm。

　　文献中深化评论了超塑性成形的变形机理。操控超塑料成形的潜在机制是晶界滑动（GBS）。尽管人们普遍认为GBS是在低应变率和高温下超塑料成型的首要机制，但高温成型进程一般伴跟着乃至彻底由溶质拖拽操控滑蠕变（SDC）操控。这在更高的应变率下更显着≥ 10−2s−1和较低的温度，与快速塑料成型更相关。尽管GBS的塑性变形的特点是高应变率灵敏度指数（m ≥ 0.5），但SDC的变形的特点是较低的m值为≈ 0.25-0.33。

　　因为小而安稳的晶粒尺度至关重要，因而现已布置了各种晶粒细化技能。振荡和拌和、快速凝结和添加谷物精粹机能够在凝结进程中进行。超细颗粒能够经过严峻塑性变形（SPD）发生，即高压改变、冲突拌和处理、等通道角压或累积卷粘结。但是，因为本钱高，样本量小，SPD产品的商业运用依然很少。再结晶进程中的后续晶粒成长能够经过散体被齐纳固定效应所按捺。

　　本研讨提出了一种5/7穿插合金，具有等轴细粒微结构（≤5微米晶粒尺度），十分合适SPF和QPF操作，无需额定的制作过程或化学添加即可出产。加工进程中的晶粒经过微米巨细的T相颗粒的共同散布来完成，这些颗粒溶解在终究固溶退火中。研讨标明，即便在470°C的温度下24小时，T相诱导的PSN在再结晶期间取得的细颗粒微结构也十分安稳，没有其他元素，如Zr或Sc来构成分散体。它还标明，即便在热成型后用空气冷却时，该合金也具有一般的高时效硬化潜力。相关研讨成果以“Fine-grained aluminium crossover alloy for high-temperature sheet forming”宣布在顶刊Acta Materialia上。

　　图1.冷轧5/7穿插合金的SEM-BSE显微照片（a）；指示T相（b）的发现颗粒的EDX映射，能够经过XRD剖析衍射图（c）验证；

　　图2.R2后合金中散体的STEM/EDX映射；HAADF图画的刻度条也适用于EDX图画。

　　图4.热处理后，SEM-EBSD IPF映射和58%CRD资料的5°晶界：在盐浴R1中再结晶退火（380/5分钟）（a）；在空气炉R4中进行溶液退火（480 °C/35分钟）（b）；未索引为fcc铝相的点以白色显现；归一化晶粒尺度散布的直方图（c）；与麦肯齐（d）后随机的晶粒鸿沟错向比较。

　　图5.热处理后85%CRD资料的SEM-EBSD映射和5°晶界：盐浴中的再结晶退火（380/5分钟）（a）；空气炉中的固溶退火（480 °C/35分钟）（b）；未索引为fcc铝相的点以白色显现；归一化晶粒尺度散布的直方图（c）

　　图6.在盐浴中进行固溶退火（400°C/1分钟）后，具有58%CRD的板材的线s−1（黄色）（a）的稳定应变率下进行的测验。拉伸实验前后的样品应变率为1·10−5s−1，采样方位以赤色显现。网格单元格巨细为1厘米（b）。

　　图7.热处理后，SEM-EBSD IPF映射和资料5°晶界与58%CRD：在盐浴中退火和（480 °C/1分钟）以及随后的HT拉伸测验（470 °C/24 h）（a）；未索引为白色显现的fcc铝相的点；与麦肯齐（b）[69]后随机比较，晶界错位散布；EBSD带比照显微照片的变形区域挨近开裂外表；测验温度470°C，应变率为10−2s-1（c）、5*10−4s−1（d）和5*10−5-10−5s−1（e）；负载方向是水平的。

　　图8.在盐浴（48°C/1分钟）中溶质退火（SA）后1毫米5/7穿插板的机械功能，水淬火（WQ）和SA和油漆烘烤（PB）后压缩空气淬火（180 °C/20分钟）；在SA后进行预老化（PA）（100°C/5 h），在PA和PB之间布置了14天天然老化（NA）25°C。

　　这项研讨提出了一种工业上可行的办法，用于出产晶粒尺度远低于10微米的细晶粒穿插合金，用于板材成型操作。该研讨确认了该进程中的首要晶粒细化机制为粒子影响成核。因为该相在再结晶期间和之后溶解在基体中，因而不再能对机械功能发生与相同巨细不行溶解的相相同的晦气影响（并在后期加工阶段导致老化硬化）。该结构体现出超卓的安稳性，即便在溶质退火后在470°C下坚持24小时，谷物成长也最小。晶粒组件的高安稳性首要是因为挨近随机晶粒鸿沟错位散布导致溶质含量对晶粒鸿沟移动性的影响添加。其次，能够清楚地标明，存在的散体体现出大约的齐纳尺度约束。3.2微米，这意味着在初级再结晶后，晶粒组件现已超越了临界晶粒尺度，无法想象正常的晶粒成长。

　　高温拉伸实验证明晰合金对超塑料和快速塑料成型工艺的适用性。在这些准则下，这些合金的伸长率值别离高达445%和235%，这些数字与工业树立的合金适当。

　　该研讨依据两种不同的淬火率说明晰合金的高保龄硬化潜力。与两者无关，这些合金在挨近400 MPa屈从强度和500 MPa拉伸强度的油漆烘烤循环后体现出老化硬化反响。

　　上述功能，加上其简略出产和大规模商业用途的潜力，使细粒度5/7-铝穿插合金在高温板材成型操作中十分有期望。