堆垛层错能与动态再结晶协同调控Al-Cu-Mg-(Ag)合金位错滑移及织构演变的机制研究

　　本研究针对Al-Cu-Mg-(Ag)合金中织构性能优化难题，通过调控Cu/Mg比和Ag添加改变堆垛层错能(SFE)及动态再结晶(DRX)行为，揭示了SFE与DRX协同作用对位错滑移系统（如{110}<110>交叉滑移）及织构组分（如Copper/Brass比、P/Goss织构）的影响机制，为高性能铝合金设计提供了理论依据。

　　

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铝合金作为航空与交通领域的关键材料，其疲劳性能与织构特征密切相关。然而，传统Al-Cu-Mg合金中织构调控机制尚不明确，尤其是堆垛层错能(SFE)与动态再结晶(DRX)如何协同影响位错滑移行为及最终织构组成，成为制约材料性能优化的瓶颈问题。

为破解这一难题，来自中南大学的研究团队在《Journal of Alloys and Compounds》发表研究，通过系统调控Cu/Mg比和Ag添加量，结合OM（光学显微镜）、DSC（差示扫描量热）、XRD（X射线衍射）、SEM（扫描电镜）和TEM（透射电镜）等多尺度表征技术，揭示了SFE与DRX的协同作用机制。研究发现：提高Cu/Mg比和添加Ag可显著提升合金SFE，抑制DRX程度，进而促进Copper晶粒中{110}<110>交叉滑移系统的激活，优化Copper/Brass织构比；同时，高SFE条件通过减少再结晶形核位点，获得粗晶组织并增强P{011}<122>和Goss{011}<100>织构，为铝合金疲劳性能提升提供了新思路。

关键实验技术
研究采用七道次热轧工艺（390°C/450°C）制备Al-Cu-Mg-(Ag)合金薄板，结合两阶段均匀化处理（465°C/48h+475°C/72h）。通过TEM位错迹线分析技术精准识别Brass/Copper晶粒的滑移系统，结合EBSD（电子背散射衍射）定量表征织构组分演变。

研究结果

1. 起始显微组织与织构
   铸态合金存在枝晶偏聚，低SFE合金以S相(Al₂
   CuMg)为主，高Cu/Mg比合金则混合S相与θ相(Al₂
   Cu)。

2. SFE与位错滑移及热轧织构的关联
   390°C轧制时，SFE升高使f(g)_Copper
   /f(g)_Brass
   比从0.498增至1.2。TEM证实高SFE促进Copper晶粒{110}<110>交叉滑移，而Brass晶粒仅激活{111}<110>单滑移系统。

3. SFE与DRX对退火织构的影响
   高SFE抑制DRX导致再结晶形核位点减少，退火后晶粒粗化且P/Goss织构增强，∑7边界介导Copper→P转变，∑9边界促进Brass→Goss转变。

结论与意义
该研究首次阐明SFE与DRX协同作用通过调控位错滑移行为（如交叉滑移）主导Al-Cu-Mg-(Ag)合金织构演变：高SFE条件优化Copper/Brass比并增强P/Goss织构，而DRX抑制效应则通过减少形核位点实现晶粒粗化。这一发现为设计高疲劳性能铝合金提供了理论指导，尤其为航空材料中织构-性能协同优化开辟了新途径。