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開孔泡沫鋁制備及其性能研究（十九）

變質(zhì)處理及熱處理對泡沫鋁合金壓縮性能的影響（8）

結(jié)合泡沫ZL101鋁合金的W-e、W-o曲線和泡沫ZL101鋁合金的I-e、I-o曲線可以發(fā)現(xiàn)，對于不同的泡沫ZL101鋁合金，當(dāng)應(yīng)變量較小時(shí)，即泡沫處于彈性變形段時(shí)，隨著應(yīng)變量的增加，應(yīng)力增加迅速，但吸能量增加較為緩慢，理想吸能效率的變化也較小。當(dāng)泡沫鋁合金進(jìn)入塑性坍塌段，此時(shí)隨應(yīng)變的增加，應(yīng)力增加較為緩慢。在泡沫ZL101鋁合金的W-e、W-o曲線上表現(xiàn)為吸能量隨著應(yīng)變或應(yīng)力的增大而迅速上升，而在沫ZL101鋁合金的I-e、I-o曲線上，理想吸能效率在此段出現(xiàn)了峰值。隨著應(yīng)變或應(yīng)力的進(jìn)一步增加，當(dāng)進(jìn)入致密化段時(shí)，隨著壓縮的繼續(xù)進(jìn)行，應(yīng)力大幅度上升，雖然 W-e、W-o曲線由于應(yīng)力的迅速增加仍繼續(xù)上升，但在I-e、I-o曲線上理想吸能效率已經(jīng)大幅度下降了。

從W-e曲線上可以發(fā)現(xiàn)，與未經(jīng)熱處理的泡沫ZL101鋁合金相比，在相同的應(yīng)變量下，經(jīng)過T6熱處理的泡沫ZL101鋁合金，具有更加優(yōu)越的吸能性能，這是由于T6熱處理顯著提高了泡沫鋁合金基體的強(qiáng)度，使泡沫鋁合金基體在發(fā)生相同壓縮應(yīng)變時(shí)能夠承載更大的應(yīng)力，因此吸收的能量也相應(yīng)增加。除此之外，經(jīng)B、Ti變質(zhì)處理后的泡沫ZL101鋁合金，在發(fā)生相同應(yīng)變下的能量吸收量也比未經(jīng)B、Ti變質(zhì)處理的泡沫ZL101鋁合金有明顯提高。

從W-o曲線可以發(fā)現(xiàn)，吸收相同的能量時(shí)，經(jīng)變質(zhì)處理與T6熱處理共同作用的泡沫ZL101鋁合金能夠承載的應(yīng)力最大?？梢姡?jīng)B、Ti變質(zhì)處理和熱處理共同的作用能夠更為有效地提高泡沫鋁的吸能性能。

從I-e曲線上可以發(fā)現(xiàn)，I-e曲線也與應(yīng)力-應(yīng)變曲線一樣存在著波動(dòng)特征，其理想吸能效率主要取決于應(yīng)力-應(yīng)變曲線的三個(gè)特征階段，即在彈性段，泡沫的理想吸能曲線隨著應(yīng)變的增加而緩慢增加；進(jìn)入塑性坍塌段，泡沫ZL101鋁合金的理想吸能效率起初快速增加，然后也出現(xiàn)類似應(yīng)力-應(yīng)變曲線上的平臺段，表現(xiàn)在I-o 曲線上為這一區(qū)域的曲線聚攏并在波峰處產(chǎn)生強(qiáng)烈的波動(dòng)，此時(shí)泡沫ZL101鋁合金的理想吸能效率最高；隨著壓縮的繼續(xù)進(jìn)行，泡沫致密化，理想吸能曲線效率逐漸下降。

經(jīng)T6處理的泡沫ZL101鋁合金在彈性段及塑性坍塌段初期的理想吸能效率高于未經(jīng)處理的泡沫ZL101鋁合金。之后隨著應(yīng)變繼續(xù)的增加，經(jīng)T6熱處理的泡沫ZL101鋁合金的理想吸能效率曲線下降迅速， 且小于未經(jīng)處理的泡沫ZL101鋁合金的理想吸能效率，在I-o曲線上也出現(xiàn)相同現(xiàn)象。

經(jīng)T6熱處理的泡沫ZL101鋁合金達(dá)到一定應(yīng)變量時(shí)較未經(jīng)處理的泡沫ZL101鋁合金更早地進(jìn)入致密化段，這是造成T6熱處理的泡沫ZL101鋁合金在塑性坍塌段之后的理想吸能效率低于未經(jīng)處理的泡沫ZL101鋁合金的理想吸能效率的原因。經(jīng)B、Ti變質(zhì)處理和T6熱處理共同作用的泡沫ZL101鋁合金理想吸能效率與只經(jīng)B、Ti變質(zhì)處理或T6 熱處理的泡沫ZL101鋁合金的理想吸能效率更高，從而說明了經(jīng)變質(zhì)處理的泡沫ZL101鋁合金熱處理后在吸能性能上的優(yōu)越性。