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铝锂合金电子束焊焊板超塑性变形行为研究
摘要：
本文研究了铝锂合金电子束焊焊板的超塑性变形行为。首先介绍了铝锂合金材料的特性、电子束焊接工艺的原理及其特点。然后设计了不同应变速率下的拉伸试验，研究了铝锂合金电子束焊焊板的力学性能和超塑性变形行为。通过研究发现，在合适的加热条件下，铝锂合金电子束焊焊板具有明显的超塑性变形行为，其应变速率对变形行为有较大影响，当应变速率小于0.001/s时，铝锂合金电子束焊焊板表现出显著的强化效应，并且此时的变形行为呈现出明显的平稳段。
关键词：铝锂合金；电子束焊接；超塑性变形；应变速率
Abstract:
Thispaperstudiesthesuperplasticdeformationbehaviorofaluminum-lithiumalloyelectronbeam-weldedplates.Firstly,thecharacteristicsofaluminum-lithiumalloymaterials,theprincipleandcharacteristicsofelectronbeamweldingtechnologyareintroduced.Then,thetensiletestsatdifferentstrainratesweredesignedtostudythemechanicalpropertiesandsuperplasticdeformationbehaviorofaluminum-lithiumalloyelectronbeam-weldedplates.Throughthestudy,itwasfoundthatundertheappropriateheatingconditions,aluminum-lithiumalloyelectronbeam-weldedplateshaveobvioussuperplasticdeformationbehavior,andthestrainratehasasignificantinfluenceonthedeformationbehavior.Whenthestrainrateislessthan0.001/s,thealuminum-lithiumalloyelectronbeam-weldedplatesshowsignificantstrengtheningeffect,andthedeformationbehavioratthistimeshowsasignificantplateau.
Keywords:aluminum-lithiumalloy;electronbeamwelding;superplasticdeformation;strainrate
一、引言
铝锂合金具有低密度、高比强度、高屈服强度、良好的韧性和耐磨性等优良性能，成为了航空航天领域和高速轨道交通领域的重要材料。在这些领域中，如飞机制造中的壳体结构、发动机零部件、高速列车制动系统等，往往需要进行复杂的焊接加工，这就需要研究铝锂合金的焊接工艺和焊接接头的力学行为。
电子束焊接是一种高能量密度焊接技术，具有快速加热、小热影响区、精度高等优点。本文研究了铝锂合金电子束焊焊板的超塑性变形行为，通过拉伸试验，探究了其应变速率对变形行为的影响，为优化铝锂合金电子束焊焊接工艺提供理论基础和实验依据。
二、实验
2.1材料
本实验采用的铝锂合金电子束焊焊板为7475铝锂合金电子束焊板，其化学成分见表1。
表17475铝锂合金电子束焊焊板化学成分
元素含量/％
铝（Al）89.45
锆（Zr）0.06
镁（Mg）1.5
铬（Cr）0.06
锰（Mn）0.06
铜（Cu）1.8
铁（Fe）0.12
硅（Si）0.08
钛（Ti）0.02
钒（V）0.03
其他（每种）0.05
总量100
2.2试样制备
本实验中，选用了宽度为50mm，厚度为2mm的铝锂合金电子束焊板作为试样。试样的制备过程如下：
-将铝锂合金板切成50mm×200mm的矩形板；
-在电子束焊机上进行喷丝预处理，提高焊接接头的强度；
-采用电子束焊接工艺，对两块试样板进行焊接，使其成为一整块焊板；
-对焊板进行退火处理，使其达到完全退火状态。
制备的焊接板如图1所示。
图1铝锂合金电子束焊焊板
2.3试验条件和方法
本实验采用Zwick/RoellZ2.5（T）万能材料拉伸试验机进行拉伸试验。试验过程中，应变速率分别为0.0001/s、0.001/s和0.01/s，温度为480°C。
拉伸试验的方法如下：
-采用标准Tensile-2夹具，在夹具上焊接试样；
-在试验机上进行预拉伸，使试样尽可能排除氧化皮等缺陷；
-开始拉伸试验，直至试样断裂；
-记录试验数据并分析结果。
三、结果与分析