多晶铝晶粒内不均匀塑性变形研究及其数值模拟

实验研究和理论研究相结合，研究铝及铝合金多晶体材料中晶界和第二相对晶粒内部不均匀变形微观组织演变的影响。在实验研究方面，采用具有高层错能但几乎不含任何第二相高纯铝，利用其横截面组织相似性来研究多晶体材料中晶界对晶粒塑性变形不均匀的影响。采用过时效能形成大量弥散分粗大第二相的Al－Li合金，利用其过时效相形状可调控的特点，研究第二相粒子形状对其周围基体晶粒内形变微观组织的影响。在理论研究方面，将位错研组态演变规律引入到晶体塑性有限元中，建立傅立叶空间中研究晶粒内部微观组织的演变的有限元模型，实现在不损失计算速度条件下塑性变形晶粒内微观组织演变的精确模拟。通过本项目的研究建立晶粒内部不均匀塑性变形晶体塑性有限元模拟方法，为以高纯铝和Al－Li合金为代表的纯金属和合金组织织构控制奠定基础。

采用具有高层错能但几乎不含任何第二相高纯铝，利用定向凝固铸锭横截面组织相似性并结合EBSD技术和晶体塑性有限元研究了多晶体材料中晶界对晶粒塑性变形不均匀的影响，发现晶体取向及晶粒间的交互作用对晶粒内部变形不均匀性有很大的影响。采用过时效能形成大量弥散分粗大第二相的Al－Li合金，利用其过时效相形状可调控的特点，结合晶体塑性有限元研究第二相粒子形状对其周围基体晶粒内形变微观组织的影响。同时将晶体塑性分析得到的织构与变形的关系应用于轧制板材沿厚度方向的塑性变形的不均匀性研究，为研究厚板轧制时沿厚度方向变形不均匀性提供了一种新的手段。