5052-O 铝合金高温拉伸下力学性能和微观组织的演变规律研究

研究背景与目的

5052-O铝合金作为一种不可热处理强化的变形铝合金，因其优异的成形加工性能、抗腐蚀性和中等强度，被广泛应用于航空航天（如飞机油箱）、交通运输（汽车船舶部件）以及电子仪表等领域。然而，其在高温环境下的力学行为和组织演变规律尚未明确，这限制了该材料在热成形工艺中的进一步应用。本研究通过系统的实验分析，旨在揭示5052-O铝合金在20-300℃温度范围内的性能变化机制，为实际生产中的温成形/热成形工艺参数选择提供科学依据。

5052-O 铝合金拉伸试样示意图

试样的力学性能与形貌

5053-O 铝合金不同温度下的加工硬化曲线

拉伸断裂后断口表面形貌

不同拉伸温度下5052-O 铝合金微观组织晶粒取向分布图

不同拉伸温度下5052-O 铝合金微观组织KAM 图（GOS）

5052-O 铝合金在不同温度下拉伸后的织构变化

结论

分析了不同拉伸温度（20、50、100、150、200、 250、300 ℃）下，5052-O 态铝合金板材力学性能和 微观组织的演变规律，结论可归纳如下： 1）在室温~200 ℃范围内，随着温度的升高，拉 伸试样的抗拉强度增加，但变化幅度并不明显。当拉 伸温度超过200 ℃以后，材料的抗拉强度明显减小， 当温度为250 ℃时，材料的抗拉强度为233.3 MPa， 而且在300 ℃下材料的抗拉强度最小，为171.6 MPa。 2）当拉伸温度为 200 ℃时，在拉伸断口形貌中 观察到大小不一的孔洞和细小的等轴韧窝。小韧窝的 数量多而且致密，少量的韧窝尺寸较大较深。而在温 度为250 ℃和 300 ℃的试验条件下，5052-O 铝合金 断口形貌上的韧窝尺寸则较大，且韧窝深度较深。这 是因为随着拉伸温度的继续升高，相邻的较小韧窝逐 渐聚集，形成撕裂棱，表明材料具有较好的塑性。 3）5052 铝合金应变硬化指数n随着变形温度的 升高而逐渐降低，说明软化机制不足以抵消加工硬化 作用。而当变形温度高于200 ℃时，材料受到热激活效应的影响，晶粒内部应变上升，拉伸区域位错密度 升高。 4）随着拉伸温度的升高，晶粒内部的亚晶界增多。当温度达到250 ℃及以上时，大晶粒应力应变集 中，晶界周围形成新的再结晶结构。在室温条件下进 行拉伸后，5052-O 的主要织构是 Goss 织构 （）、Copper 织构（）和 S 织 构（以及较弱的Brass织构（）。 随拉伸温度的升高，Cube 织构表现出明显的择优取 向，同时取向密度增大。