北理工，香港城大《JMST》：通过多阶段固溶时效利用Sc/Zr协同作用：克服铸造Al-Li合金的强度—塑性折衷

本研究针对铸造Al-Li合金固有的强度-延展性权衡问题，提出了一种新型多阶段固溶时效方案，旨在优化Sc/Zr协同作用。背景方面，铸造Al-Li合金因低密度、高比强度等优点备受关注，但强度-塑性折衷限制了其应用，而Sc和Zr的微合金化虽能改善组织，但常规热处理难以充分发挥其协同潜力。研究目的在于通过精确的微观组织控制，实现合金的强度-塑性协同提升。该方案采用三阶段固溶处理（320 ℃/20 h + 460 ℃/24 h + 535 ℃/24 h）结合两阶段时效（120 ℃/8 h + 175 ℃/8 h）。优化的固溶处理细化了Al₃(Sc,Zr)弥散相，为析出强化奠定基础；120℃预时效形成均匀的GP-Li区和Al₃Li核心，随后175℃二次时效促进T1、θ'相等在成核位点异相析出，形成均匀细化的多相组织。最终合金获得了屈服强度344 MPa、极限强度495 MPa、延伸率8.8%的优异性能组合。拉伸变形表现出Portevin-Le Châtelier效应，从A型锯齿流转变为C型锯齿流，并形成高度局部化的剪切带网络。该研究为高性能铸造Al-Li合金的系统微观结构设计提供了有价值的见解，并可能推广至其他沉淀硬化系统。