中文摘要：

选择三种典型铝合金体系进行搅拌摩擦加工(FSP)，通过降低热输入、施加冷却，制备出含高比率高角晶界的超细晶结构。高密度热稳定弥散粒子抑制再结晶晶粒的生长，有助于获得超细晶结构。低温超塑性研究表明，超细晶Al-Mg-Sc、Al-Mg-Zr和7075Al含有高密度热稳定弥散粒子，可有效阻止晶粒长大，因而在175-350oC表现出良好的低温超塑性，而2219Al中的第二相粒子在超塑性变形过程中迅速粗化，不能有效阻止晶粒长大，因而低温超塑性较差。FSP铝合金最佳超塑性应形速率、最大延伸率和应变速率敏感指数随温度升高而增加。建立了纳米压痕仪刻痕法定量评价超细晶材料超塑性变形过程中晶界滑移贡献的新方法。定量计算表明，由于FSP合金含有高比率的高角晶界，即使在175oC的低温下，超塑性变形初始阶段晶界滑移对应变的贡献超过50%，随着变形量的增大和变形温度的提高，晶界滑移的贡献增加。这为多年来晶界滑移在低温下能否发挥作用的争议画上了句号。超塑性数据分析表明，FSP超细晶铝合金的低温超塑性变形机制为晶界滑移，变形速率受晶格扩散控制，建立了超塑性的本构方程。并构建了FSP铝合金的超塑性变形机制图