【正文】 獲得鋁鋰合金在不同溫度和不同變形速率下的應(yīng)力。首先選用一定成分的鋁鋰合金原料，機械加工成試樣后在熱模擬機上進行高溫等溫壓縮試驗，其中溫度、位移和位移速率由熱模擬機上的計算機控制。因此對鋁鋰合金進行熱變形流變應(yīng)力行為的研究是十分有必要的，所獲得的數(shù)據(jù)及結(jié)論可以為工業(yè)中鋁鋰合金材料的組織和性能的預(yù)測提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。比如西北工業(yè)大學的熊愛明等人對TC6鈦合金在變形溫度800 ℃～1040 ℃、得到TC6鈦合金最佳加工溫度為920～950℃[7]。所以利用電磁設(shè)備模擬微重力環(huán)境可以減小重力引起的不均勻化。因為惰性氣體會隔絕空氣，所以能減少鋰的燒損。這樣的生產(chǎn)方法的優(yōu)點是簡單、節(jié)能、無燒損。粉末冶金法（PM）是利用高速空氣或者惰性氣體氣流霧化熔體金屬，冷卻速度高達106℃/s。目前鋁鋰合金的制造方法主要有鑄錠冶金法、粉末冶金法、熔鹽點解法、噴射沉積成形法、模擬微重力冶金法等[16]。而銅、鎂、鋯等元素與鋁形成亞穩(wěn)定的強化相：θ’相、Tl相(A12CuLi)、S相 (A12CuMg)、δ’相(Al3Zr)，也具有一定的強化作用，并能提高鋁鋰合金的其塑性和韌性[4]。 鋁鋰合金相對于其它系列合金性能對比系列牌號彈性模量GPa抗拉強度MPa屈服強度MPa延伸率％ 密度g/mm3AlMgLF631415715AlCuLD1044135361474403506AlLi2195(美）765485481460（俄）80530—570460—500—12 幾種鋁鋰合金可制作的零部件合金型號可制作的零部件1450（2090）機翼前緣、副翼、襟翼、上機翼、機翼上不桁條、升降舵、座椅、發(fā)動機進氣道等1440（8090）下機翼、機翼下部桁條、方向舵、機身骨架、機身縱梁、橫梁、尾翼蒙皮等141423艙口蓋、地板、管道附件、支架支柱等 鋁鋰合金相對于其它材料的性能對比一般合金復(fù)合材料鋁鋰合金減重效果————綜合減重10—15％綜合減重5——7％材料成本14——6倍2——4倍屈服強度一般較好較好抗壓強度較好較差較好可維修性易于檢測，維修簡單不需專用工具較差維修工藝繼承性較好提高效率、降低成本的新工藝————纏繞鋪成技術(shù)、RTM、RFI等鋁鋰合金焊接技術(shù)、DCF損傷抑制部件、SR選擇性增強國內(nèi)加工可實施性好一般較好抗雷擊能力一般較差一般 目前常見幾種鋁鋰合金的分類分類標準系別常見合金名稱按成分分類AlCuMgLi系2090、2098090、809014014weldalite094(2092092092195等)AlMgLi系0140142014201429AlLiCu系01450、0145014560性能中強度01401421高強度01450、01460、2090、209weldalite094耐損傷2098070原材料薄板、厚板、擠壓型材、鍛件等 鋁鋰合金的性能目前，俄羅斯、美國、歐洲等都投入大量財力物力進行鋁鋰合金研究，新型鋁鋰合金不斷被推出。其實鋁鋰合金材料的制備工藝與傳統(tǒng)鋁合金材料的制備工藝并沒有太大的區(qū)別，可以沿用傳統(tǒng)鋁合金的制造技術(shù)與工藝；用鋁鋰合金取代傳統(tǒng)鋁合金尤其是再航空航天領(lǐng)域，無需對航天器進行較大修改；另外鋁鋰合金材料的成型、維修等比傳統(tǒng)鋁合金和復(fù)合材料更加方便，制造成本也比兩者也低很多表（）。因此各國都爭先爭先恐后研發(fā)各種減重材料，在這個大背景下鋁鋰合金材料便凸顯了出來，尤其的它兼有減重并保持較好的強度韌性的特點。大戰(zhàn)之后鋁合金的發(fā)展開始轉(zhuǎn)向民生領(lǐng)域，使應(yīng)用范圍開始從航空航天領(lǐng)域擴展到建筑業(yè)、電力電子、機械制造、交通運輸?shù)扰c人民生活相關(guān)的民生領(lǐng)域。這對我國航空航天等領(lǐng)域具有重大意義?！熬盼濉逼陂g提出了“高強度鋁鋰合金”研究課題，并從俄羅斯引進6噸的鋁鋰合金工業(yè)化熔鑄生產(chǎn)線[6]?！捌呶濉遍_始我國才開始對鋁鋰合金的研究進行立項，由中南大學、東北大學、航空航天天研究院等科研單位與機構(gòu)聯(lián)合開展，主要任務(wù)還是仿制俄羅斯的鋁鋰合金。英、意合作生產(chǎn)的直升機EH101上，其機身框架、內(nèi)部結(jié)構(gòu)使用了非常多的鋁鋰合金板材和鍛件，每架減少的重量多達200kg[35]。1984年，美國的Alcoa公司又注冊了AiCuLi系高強度，可焊接的2090鋁鋰合金。由于冶金技術(shù)和相關(guān)技術(shù)的提高，使含鋰量更大、強度更高、比重更小的鋁鋰合金的出現(xiàn)成為了可能，期間出現(xiàn)了以2XXX和7XXX系列為代表的鋁鋰合金。同時，原蘇聯(lián)的研究人員也研制出一種含鋰量2%的鋁鋰合金。1943年，高強度鋁鋅鎂銅合金的出現(xiàn)，再一次讓人們低估甚至忽略了鋁鋰合金的工業(yè)價值[3]。它的機械性能比當時流行的鋁鎂合金——杜拉鋁要稍微好一點。早在本世紀20年代初，科技工作者就對鋁鋰合金的研究就已經(jīng)展開了。與一般鋁合金相比，在強度相當?shù)那疤嵯拢辖鹈芏冉档土?0％，而彈性模量則提高10％[1]。 flow stressII湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)論文目 錄第1章 文獻綜述 1 鋁鋰合金的發(fā)展 1 國外鋁鋰合金的發(fā)展歷程 1 國內(nèi)鋁鋰合金的發(fā)展歷程 3 鋁鋰合金的應(yīng)用 3 鋁鋰合金的性能 5 鋁鋰合金的生產(chǎn) 6 研究方法及趨勢預(yù)測 7 研究方法 8 試驗?zāi)康?8 趨勢預(yù)測 8第2章 試驗方法 10 試驗概述 10 熱模擬試驗 10 Gleeble1500介紹 10 Gleeble1500構(gòu)成 11 試樣準備 12 試驗內(nèi)容與步驟 12 金相試驗 13第3章 試驗結(jié)果 14 原始組織觀察 14 真應(yīng)變應(yīng)力曲線 15 繪制真應(yīng)力應(yīng)變圖 15 分析真應(yīng)力應(yīng)變圖 18 熱變形流變應(yīng)力方程 19 n1的計算 21 β的計算 23 熱變激活能Q的計算 24 熱變形流變應(yīng)力方程的推導(dǎo) 27結(jié) 論 30參考文獻 31致 謝 32III第1章 文獻綜述 鋁鋰合金的發(fā)展1817年，瑞典科學家阿弗維在分析鋰云母和鋰長石時發(fā)現(xiàn)了鋰（Li），它是世界上最輕的金屬元素之一，熔點為186℃，／cm3（僅為鋁的五分之一），它是在鋁中的極限溶解度超過1at％的四種元素中之一。作者簽名：日期： 年 月 日摘 要，變形溫度分別為300℃，350℃，400℃，450℃，500℃， s1， s1，1 s1，10s1，研究該合金在不同變形參數(shù)條件下的流變應(yīng)力行為。（2013屆）本科畢業(yè)設(shè)計（論文）資料 題 目 名 稱： 鋁鋰合金熱變形流變應(yīng)力行為研究 學 院（部）： 冶 金 工 程 學 院 專 業(yè)： 金屬材料工程 學 生 姓 名： 班 級：金屬材料094 學號： 指導(dǎo)教師姓名： 職稱： 最終評定成績： 本科畢業(yè)論文資料第一部分 畢業(yè)論文說明書 （2013屆）本科畢業(yè)論文題 目 名 稱： 鋁鋰合金熱變形流變應(yīng)力行為研究 學 院（部）： 冶 金 工 程 學 院 專 業(yè)： 金屬材料工程 學 生 姓 名： 班 級：金屬材料094 學號： 指導(dǎo)教師姓名： 職稱： 講師 最終評定成績： 2013年 6 月湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)論文誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計），題目《鋁鋰合金熱變形流變應(yīng)力行為研究》是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，進行研究工作所取得的成果。本人完全意識到本聲明應(yīng)承擔的責任。 hot deformation。研究發(fā)現(xiàn)，每添加質(zhì)量分數(shù)為1％的鋰，合金密度會降低3％，彈性模量提高6％，這種效果是添加其它元素(Be、Mg等)所不能達到的。人們對這種材料的認識經(jīng)歷了相當長的時間，長期以來人們就非常重視對鋁鋰合金的研究。這其實是一種含鋰量僅為0．1%的鋁鋅合金。開創(chuàng)了鋁鋰合金的工業(yè)化應(yīng)用的先河，但是因為其缺口敏感性高、斷裂韌性差等缺點于1969年停產(chǎn)[2]。RA5C飛機使用鋁鋰合金取代原合金材料后重量減輕了6%，這種減重效果在A330/340飛機上的使用更加明顯(每架飛機上使用AlLi合金650kg，可使飛機減重高達4250kg)。經(jīng)過了10年徘徊，1967發(fā)生了世界范圍內(nèi)的能源危機，這直接促使各大國又開始重視并研究鋁鋰合金。例如，采用鋁鋰合金制造的波音飛機，%，%，%，%[4]。歐洲試驗型戰(zhàn)機EFA前部所有薄板狀零件皆由8090薄板制成，駕駛艙內(nèi)也使用了不少鋁鋰合金，占飛機總重量的9%。 國內(nèi)鋁鋰合金的發(fā)展歷程我國對鋁鋰合金的研究起步較晚，“六十”年代時還是以仿制為主。經(jīng)過科技工作者的多年的努力已具備了生產(chǎn)小規(guī)格的板材和型材的能力，期間成功研制出了1420及2090國產(chǎn)鋁鋰合金，使我國的鋁鋰合金的研究向前邁進了一大步。近年來，由于來自國家“863”計劃、自然科學基金的支持，我國現(xiàn)在已經(jīng)具備了鋁鋰合金的大規(guī)模研制與開發(fā)的能力。 鋁鋰合金的應(yīng)用鋁合金在本世紀初才開始工業(yè)性應(yīng)用，第二次世界大戰(zhàn)期間，鋁合金主要被用于飛機制造業(yè)。據(jù)推算，直升機重量每減輕1kg在整個服役期間節(jié)約的費用高達3000英鎊；進入空間軌道的航天器每減輕1kg，其發(fā)射費用將節(jié)約12萬元人民幣；戰(zhàn)斗機的重量若減輕15％，有效載荷將提高30％，飛機滑跑距離將縮短15％，航程會增加20％。鋁鋰合金大多被用于航天領(lǐng)域航天器減重方面，一般被用于機身艙門、框架、襟翼翼肋、整流罩、垂直安定面、進氣道唇口、燃油箱等等（）[16]。在二十世紀八十年代，全世界范圍內(nèi)掀起了鋁鋰合金研究的高潮，出現(xiàn)了許多型號的鋁鋰合金（）但由于鋁鋰合金的特殊應(yīng)用背景，鋁鋰合金研究中的關(guān)鍵技術(shù)各國都高度保密。 鋁鋰合金的性能特點及發(fā)展鋁鋰合金的優(yōu)點（1） 適當降低材料的密度；（2） 更好的強度——韌性平衡；（3） 耐損傷、抗疲勞性能優(yōu)良；（4） 耐腐蝕性能優(yōu)良；（5） 熱穩(wěn)定性好；（6） 加工性能好，便于成型；（7）更高的性價比；鋁鋰合金存的缺點（1） 合金的各向異性問題較普通鋁合金嚴重；（2） 合金的韌性塑性比較差；強度比較低；（3） 大部分合金不可焊接，鉚接時缺口效應(yīng)敏感；（4）熱曝露后韌性會快速下降；鋁鋰合金性能提搞的途徑（1） 微合金化；（2） 形變熱處理；（3） 純凈化；（4）再結(jié)晶；鋁鋰合金的發(fā)展方向（1） 超強、超韌性方向發(fā)展；（2） 超低密度方向發(fā)展；（3） 焊接性能得改善；（4） 各向異性的改善；（5）熱穩(wěn)定性的改善； 鋁鋰合金的生產(chǎn)鋁鋰合金相圖（）可以為鋁鋰合金的生產(chǎn)提供理論依據(jù)，比如相圖中的δ相具有固溶強化和沉淀強化作用，我們設(shè)計合金成分的時候就要盡量使鋰含量靠近這一區(qū)域。若采用粉末冶金法，由于粉末易爆炸也需要惰性氣體保護。缺點是鋰的含量很低，現(xiàn)在美國的Alcoa、英國的Alcan、俄羅斯等都采用這個方法生產(chǎn)鋁鋰合金。熔鹽點解法是將鋁當做陰極，含鋰的鹽溶液作為電解液，這樣就會在陰極上直接生成鋁鋰合金。錐形表面是旋轉(zhuǎn)的，這樣就使得成分均勻并加快了冷卻。在熔煉過