钟立伟， 冯朝辉， 高文理， 陈军洲， 陆 政

(1. 中国航发北京航空材料研究院 铝合金研究所， 北京 100095；2. 中国航发北京航空材料研究院 北京市先进铝合金材料及应用工程技术研究中心， 北京 100095；3. 湖南大学 材料科学与工程学院， 湖南 长沙 410082)

铝锂合金因其显著的减重效应而被广泛用作航空与航天器结构件[1-2]。基于第二、三代铝锂合金的研制经验，北京航空材料研究院开发出了新型轻质高强Al-Cu-Li合金，其Cu、Li主合金化元素含量按临近饱和限设计，并且与大部分铝合金一样具有较高的层错能。基于这些特点，Al-Cu-Li合金在高温与低应变速率下单轴压缩至较大应变时也难以发生再结晶[3]，并且在均匀化退火后的空冷过程中容易析出粗大第二相粒子，这些粒子容易引起应力集中，并成为裂纹源，从而对合金的力学性能产生不利影响。

图1 多轴锻造工艺示意图Fig.1 Schematic diagram of multi-axial forging

大量研究[4-5]表明，微观组织细化处理是提高合金力学性能的重要手段，均匀及微细化的组织结构不仅可以使合金获得良好的强度、韧性匹配，而且有利于提升合金的耐腐蚀性及疲劳性能。然而，常规的挤压与轧制等工艺对合金的组织细化作用有限，故诸多学者提出了多种可以将晶粒细化至亚微米，甚至纳米级的大塑性变形技术[6]。与高压扭转、等径角挤压及往复镦挤等大塑性变形技术相比，多轴锻造工艺具有流程简便、无需特殊设备和模具及执行成本低的优点，适用于制备大型锻件及锻坯[7]。与传统的单轴压缩工艺不同，多轴锻造的加载轴是变化的，这非常有利于细化晶粒，并且降低材料的各向异性[8]。……