【正文】 坐標(biāo)變形速率（s1）斜率相關(guān)系數(shù)===1=在同一變形速率下，流變應(yīng)力的雙曲線正弦的對(duì)數(shù)值與溫度的倒數(shù)值之間存在明顯的線性關(guān)系。明顯大于其它變形溫度下的斜率。 (7)軟件會(huì)自動(dòng)生成斜率、截距、截距、相關(guān)系數(shù)等參數(shù)表格。下面計(jì)算A、Q、α、n等參數(shù)。n——應(yīng)力指數(shù)，并且可以求得。變形溫度對(duì)流變應(yīng)力的影響：、鋁鋰合金的流變應(yīng)力隨著變形溫度的增加而降低，如試樣在變形速率==300℃、350℃、400℃、450℃、500℃條件下的流變應(yīng)力分別為193 MPa、97 MPa、67 MPa、54 MPa、44 MPa。在高溫壓縮變形過(guò)程中，變形量很大時(shí)由于擠壓力較大以至于潤(rùn)滑劑難以鋪展開(kāi)，潤(rùn)滑效果不理想。試驗(yàn)后可獲得的大量數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在Gleeble 1500熱模擬機(jī)內(nèi)的計(jì)算機(jī)上，但是輸出后的數(shù)據(jù)是力（Force/Kg）、位移(Stroke/mm)而不是真應(yīng)力、真應(yīng)變，還不能直接導(dǎo)入Origin軟件進(jìn)行繪圖，因此數(shù)據(jù)須進(jìn)一步處理才能用于繪圖[11]，繪圖步驟如下：（1）將試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Excel中。 均勻化前 均勻化后 真應(yīng)變應(yīng)力曲線 真應(yīng)力應(yīng)變曲線（true拋光前用水清洗防止帶入砂紙顆粒磨損試樣。這些因素會(huì)使合金在加工性能變差。 （9）如果試驗(yàn)需要在真空環(huán)境中進(jìn)行，就需要開(kāi)啟真空系統(tǒng)，試驗(yàn)完后須關(guān)閉真空系統(tǒng)。 （2）打開(kāi)總電源?？刂乒裰械奈C(jī)處理器與編程計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)線交換信息，一方面，可以通過(guò)在臺(tái)式計(jì)算機(jī)上的Quiksim軟件中進(jìn)行簡(jiǎn)單的表格式編程來(lái)模擬試驗(yàn)的基本工藝過(guò)程。進(jìn)行熱模擬試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)過(guò)程全部由計(jì)算機(jī)控制，但是如有需要也可以用手工控試驗(yàn)進(jìn)程，Gleeble動(dòng)態(tài)熱力學(xué)模擬試驗(yàn)機(jī)能模擬各種熱力學(xué)過(guò)程，是一種理想的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)機(jī)，受到了各國(guó)研究人員的青睞，因此也有人也稱(chēng)它為熱力學(xué)材料試驗(yàn)機(jī)。具有急(慢)速升溫降溫、急(慢)速拉壓變形、同時(shí)記錄應(yīng)變、溫度、應(yīng)力、力等參數(shù)變化曲線，可精確的模擬金屬材料的鑄造、冶煉、鍛壓、熱處理、成形及焊接工藝等各個(gè)制備階段的工藝與材料性能的變化之間的關(guān)系?；诖它c(diǎn)，本文將在此方面進(jìn)行細(xì)致入微的研究，以期能為鑄態(tài)鋁鋰合金在后續(xù)的壓力加工領(lǐng)域提供必要的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和參考。（3）通過(guò)試驗(yàn)獲得鋁鋰合金在不同溫度和不同變形速率下的應(yīng)力。因此對(duì)鋁鋰合金進(jìn)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(cè)提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。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。這樣的生產(chǎn)方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、節(jié)能、無(wú)燒損。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(diǎn)解法、噴射沉積成形法、模擬微重力冶金法等[16]。 鋁鋰合金相對(duì)于其它系列合金性能對(duì)比系列牌號(hào)彈性模量GPa抗拉強(qiáng)度MPa屈服強(qiáng)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(hào)可制作的零部件1450（2090）機(jī)翼前緣、副翼、襟翼、上機(jī)翼、機(jī)翼上不桁條、升降舵、座椅、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道等1440（8090）下機(jī)翼、機(jī)翼下部桁條、方向舵、機(jī)身骨架、機(jī)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(duì)于其它材料的性能對(duì)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(qiáng)度一般較好較好抗壓強(qiáng)度較好較差較好可維修性易于檢測(cè)，維修簡(jiǎn)單不需專(zhuān)用工具較差維修工藝?yán)^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(qiáng)國(guó)內(nèi)加工可實(shí)施性好一般較好抗雷擊能力一般較差一般 目前常見(jiàn)幾種鋁鋰合金的分類(lèi)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)系別常見(jiàn)合金名稱(chēng)按成分分類(lèi)AlCuMgLi系2090、2098090、809014014weldalite094(2092092092195等)AlMgLi系0140142014201429AlLiCu系01450、0145014560性能中強(qiáng)度01401421高強(qiáng)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(guó)、歐洲等都投入大量財(cái)力物力進(jìn)行鋁鋰合金研究，新型鋁鋰合金不斷被推出。因此各國(guó)都爭(zhēng)先爭(zhēng)先恐后研發(fā)各種減重材料，在這個(gè)大背景下鋁鋰合金材料便凸顯了出來(lái)，尤其的它兼有減重并保持較好的強(qiáng)度韌性的特點(diǎn)。這對(duì)我國(guó)航空航天等領(lǐng)域具有重大意義?！捌呶濉遍_(kāi)始我國(guó)才開(kāi)始對(duì)鋁鋰合金的研究進(jìn)行立項(xiàng)，由中南大學(xué)、東北大學(xué)、航空航天天研究院等科研單位與機(jī)構(gòu)聯(lián)合開(kāi)展，主要任務(wù)還是仿制俄羅斯的鋁鋰合金。1984年，美國(guó)的Alcoa公司又注冊(cè)了AiCuLi系高強(qiáng)度，可焊接的2090鋁鋰合金。同時(shí)，原蘇聯(lián)的研究人員也研制出一種含鋰量2%的鋁鋰合金。它的機(jī)械性能比當(dāng)時(shí)流行的鋁鎂合金——杜拉鋁要稍微好一點(diǎn)。與一般鋁合金相比，在強(qiáng)度相當(dāng)?shù)那疤嵯?，合金密度降低?0％，而彈性模量則提高10％[1]。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。本人完全意識(shí)到本聲明應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。研究發(fā)現(xiàn)，每添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％的鋰，合金密度會(huì)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(dá)到的。這其實(shí)是一種含鋰量?jī)H為0．1%的鋁鋅合金。RA5C飛機(jī)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(jī)上的使用更加明顯(每架飛機(jī)上使用AlLi合金650kg，可使飛機(jī)減重高達(dá)4250kg)。例如，采用鋁鋰合金制造的波音飛機(jī)，%，%，%，%[4]。 國(guó)內(nèi)鋁鋰合金的發(fā)展歷程我國(guó)對(duì)鋁鋰合金的研究起步較晚，“六十”年代時(shí)還是以仿制為主。近年來(lái)，由于來(lái)自國(guó)家“863”計(jì)劃、自然科學(xué)基金的支持，我國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)具備了鋁鋰合金的大規(guī)模研制與開(kāi)發(fā)的能力。據(jù)推算，直升機(jī)重量每減輕1kg在整個(gè)服役期間節(jié)約的費(fèi)用高達(dá)3000英鎊；進(jìn)入空間軌道的航天器每減輕1kg，其發(fā)射費(fèi)用將節(jié)約12萬(wàn)元人民幣；戰(zhàn)斗機(jī)的重量若減輕15％，有效載荷將提高30％，飛機(jī)滑跑距離將縮短15％，航程會(huì)增加20％。在二十世紀(jì)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(hào)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(guó)都高度保密。若采用粉末冶金法，由于粉末易爆炸也需要惰性氣體保護(hù)。熔鹽點(diǎn)解法是將鋁當(dāng)做陰極，含鋰的鹽溶液作為電解液，這樣就會(huì)在陰極上直接生成鋁鋰合金。在熔煉過(guò)程中由于合金元素的重力效應(yīng)，會(huì)造成合金成分的不均勻。湖南大學(xué)郭強(qiáng)等人對(duì)鑄態(tài)AZ80 合金進(jìn)行試驗(yàn)，得到高溫壓縮真應(yīng)力應(yīng)變曲線呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶特征，溫度大于250℃流變應(yīng)力對(duì)變形速率敏感，溫度小于250℃時(shí)影響不大[10]。（2）掌握Gleeble1500熱模擬機(jī)測(cè)定材料的流變應(yīng)力、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等力學(xué)指標(biāo)的原理。目前國(guó)家非常注重鋁鋰合金的研究，一般的鋁鋰合金產(chǎn)品采用的原料都是鑄態(tài)鋁鋰合金。進(jìn)行熱模擬試驗(yàn)一般使用Gleeble1500熱模擬機(jī)，熱模擬試驗(yàn)機(jī)是一個(gè)材料熱機(jī)械加工性能分析系統(tǒng),其六大組成部分分別是主機(jī)、控制柜、液壓源、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、急冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)。 熱模擬試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉伸試驗(yàn)（3）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) G1eeble1500配置了實(shí)現(xiàn)全面數(shù)字控制。 試驗(yàn)用鋁鋰合金成分元素CuLiMgZnAg含量/％ 熱壓縮試樣示意圖 試驗(yàn)內(nèi)容與步驟 （1）在試樣上焊接熱電偶。 （8）對(duì)事先制備好的試樣進(jìn)行裝卡。 金相試驗(yàn)合金中由于合金元素的溶入，鑄造過(guò)程中會(huì)形成大量非平衡共晶組織、枝晶偏析、區(qū)域偏析等。拋光是再拋光機(jī)上進(jìn)行的，同時(shí)要使用拋光液（根據(jù)試樣的材料特性來(lái)選?。?。，可以看出均勻化后晶粒尺寸并沒(méi)有太大改變但鑄造中形成的非平衡相組織、共晶相溶入了基體中，晶界處合金元素溶入形成的偏析得以消除。變形后迅速水冷，保留原始組織。因此鋁鋰合金試樣的熱變形過(guò)程可分為兩個(gè)階段——過(guò)渡階段（初始階段）與穩(wěn)態(tài)階段[711]。但是隨著變形量的增加，達(dá)到一定階段后由于動(dòng)態(tài)回復(fù)與再結(jié)晶的軟化作用加劇，使得動(dòng)態(tài)回復(fù)與再結(jié)晶的軟化作用與加工硬化作用達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡，這就使得試樣的流變應(yīng)力在這種動(dòng)態(tài)平衡中趨于穩(wěn)態(tài)，后面便一直維持這種動(dòng)態(tài)平衡[711]。Q——應(yīng)變激活能。但是式（）（）并沒(méi)有考慮到應(yīng)變對(duì)流變應(yīng)力的影響，其實(shí)從真應(yīng)力應(yīng)變曲線便可知高溫變形時(shí)，當(dāng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)階段后應(yīng)變對(duì)流變應(yīng)力的影響并不大，因此本文中忽略了應(yīng)變的對(duì)流變應(yīng)力的影響[12]。 (5)擬合后會(huì)自動(dòng)生成——圖， (6)將圖導(dǎo)出，F(xiàn)ile——Export Graphs。 σ與數(shù)值表 坐標(biāo)溫度（℃）σT=300℃1932142030210T=350℃971341500167T=400℃67851070130T=450℃5465830105T=500℃445770094 ，步驟與上相似，設(shè)置但是σ為X軸，為Y軸 σ與關(guān)系圖 Origin自動(dòng)生成斜率、相關(guān)系數(shù) 坐標(biāo)溫度（℃）斜率相關(guān)系數(shù)T=300T=350T=400T=450T=500=300℃的時(shí)候的誤差比較大，明顯小于其它變形溫度下的相關(guān)系數(shù)。 n的求解名稱(chēng)n斜率平均值取n= 將試樣在不同ε下的T和σ?guī)耄ǎ? 1000/T與 數(shù)值表 坐標(biāo)值變形速率（S1）1000/Tln{sinh（σα）}ε=ε=ε=1ε=10，步驟與上相似。這說(shuō)明式（）。她對(duì)我的悉心教導(dǎo)、不厭其煩的修正以及在資料方面的鼎力支持都給我莫大的幫助，導(dǎo)師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、銳意進(jìn)取的科研精神都留給我深刻的印象，對(duì)我以后的人生道路很大的啟迪。和其它常規(guī)鋁合金一樣，鋁鋰合金一般需要經(jīng)過(guò)高溫塑性加工成形，而在塑形加工變形中，合金流變應(yīng)力的大小決定了變形時(shí)所需施加負(fù)荷大小及所需消耗的能量多少，影響加工工藝的制定。對(duì)飛機(jī)輕質(zhì)化提出來(lái)更高的要求。 熱變形流變應(yīng)力是材料在高溫下的塑性指標(biāo)之一，在合金化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)一定的情況下，主要受變形溫度、變形程度和應(yīng)變速率的影響。（技術(shù)路線）及對(duì)該課題的趨勢(shì)預(yù)測(cè) 材料的流變應(yīng)力與宏觀熱力參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系即本構(gòu)關(guān)系,是聯(lián)系塑性加工過(guò)程中材料的動(dòng)態(tài)響應(yīng)與試驗(yàn)方法熱力參數(shù)之間的媒介[9]。 （1）利用Gleeble1500熱模擬機(jī)測(cè)得鋁鋰合金在一定溫度下一定變形速度下的流變應(yīng)力曲線。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告 填表日期：2013 年 5 月 1 日學(xué)院（部）冶金工程學(xué)院班級(jí)金屬材料094學(xué)生姓名王力強(qiáng)課題名稱(chēng)：鋁鋰合金熱變形流變應(yīng)力行為研究課題主要任務(wù)：通過(guò)在Gleeble1500熱模擬機(jī)上進(jìn)行高溫壓縮試驗(yàn)，研究新型鋁鋰合金的流變應(yīng)力規(guī)律，獲得熱變形溫度為300℃500℃，分析了變形條件對(duì)流變應(yīng)力行為的影響，利用origion軟件分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，構(gòu)建熱變形本構(gòu)方程。(2)不能快速學(xué)習(xí)并熟練運(yùn)用origin軟件進(jìn)行數(shù)