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在剧烈塑性变形过程中合金中第二相粒子的低温回溶是一个很重要的微观现象,对时效强化轻合金制定新的热处理工艺具有潜在的重要意义。本文通过硬度测试、X射线衍射分析(XRD)、透射电镜(TEM)、差热分析(DSC)和三维原子探针(3DAP)等方法研究了Al-Cu二元合金中第二相粒子在两种强塑性变形过程(等径角挤压ECAP和多向压缩MAC)中的回溶以及随后的时效行为。对时效过程中第二相的析出特征和析出机理做了探讨,得到以下结果：(1)含θ"粒子的A1-Cu合金在等径角挤压(ECAP)和多向压缩(MAC)过程中均经历了三个阶段,第一阶段为挤压初始阶段,主要发生加工硬化,试样的硬度显著上升；第二阶段为加工硬化与θ"粒子回溶软化并存,试样硬度变化不大；第三阶段主要发生基体晶粒细化,试样硬度再次上升,直到饱和。(2)伴随有纯剪切变形的MAC压缩相对于只进行简单剪切变形的ECAP挤压更能促进θ"相粒子的回溶。θ"相粒子回溶后形成的过饱和固溶体在继续挤压过程中会发生动态析出,且析出相为θ平衡相。(3)θ"相粒子在强变形过程中的回溶主要由粒子内部的应变能与亚晶界能以及0"/A1α界面能引起。同时,大量的亚晶界和高密度位错为Cu原子的迁移提供了扩散通道,加速了θ"相的溶解。(4)强变形组织在时效过程中,即使时效温度很低(≤100℃),也会发生明显的回复,硬度不会出现明显升高,甚至一直降低。(5)强变形诱导Al-4wt.%Cu合金第二相粒子回溶后的再时效过程中析出序列发生了改变,只有G.P.区和θ平衡相的析出,绕过了过渡相θ"和θ’,而且0平衡相的析出速度显著加快。G.P.区的形成主要与高的空位浓度有关,且具有不同于常规的形态,这主要是由于高密度位错的存在,破坏了晶格的完整性而引起的。析出的θ平衡相主要位于晶界。强变形过程中形成的非平衡晶界为θ相提供了大量的形核位置,大量的位错和空位作为Cu原子扩散的通道加速了θ相的析出。