動態塑性變形（DPD）是一種有吸引力的技術，可以在102-103s-1的應變速率變形後實現晶粒細化的能力。目前已經開發了許多不同的DPD方法，包括分離式霍普金森壓杆（SHPB）或高速錘衝擊，動態通道角擠壓（DCAP）和動態高壓扭轉（DHPT）。在這些方法中，SHPB衝擊是通過矩形樣品的多軸衝擊或通過圓柱形樣品在103s-1數量級的高應變速率下單向衝擊產生超細晶粒（UFG）材料的一種特別有效的方法。迄今為止，關於Al-Zn-Mg合金在不同應變速率下的微觀結構和力學行為報導較少。
本研究中，來自北京理工大學等單位的科研人員利用SHPB研究了動態塑性變形對Al-Zn-Mg合金的組織和力學行為影響。相關論文以題為「Effect of dynamic plastic deformation on the microstructure and mechanical properties of an Al-Zn-Mg alloy」發表在Materials Science and Engineering A。
論文連結：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0921509320303701
該研究使用SHPB方法，壓縮不同道次以獲得應變範圍為0.5~1.5，以1×10-3~4×103s-1的應變速率進行壓縮測試。實驗表明，在DPD壓縮過程中，高應變產生的高位錯密度會重新排列，形成具有低角度晶界（LAGBs）且剪切力強的蜂窩狀亞結構和細晶粒。
圖1原始應變和SS-DPD處理後的Al-Zn-Mg合金的真實應力-真實應變曲線 （a）1.0×10-3，（b）2.0×103和（c）4.0×103s-1
在鋁合金的DPD處理過程中會動態形成細小η'和η的析出。在位錯附近或跨晶界形成粗大的T相和E相。可動位錯有助於析出相的成核和生長，這可以進一步導致析出相的聚集。析出過程中的位錯會剪切析出相，並使其破碎，形成球形形態。固溶處理後，DPD處理的試樣強度比峰值時效的合金要高。這歸因於晶粒細化，位錯密度增加和DPD處理產生的大量細小析出物的結合。
圖2 EBSD取向圖（a）原樣；（b）2，（c）4和（d）6道次SS-DPD處理的合金
圖3定向角分布的直方圖（a）原樣；（b）2，（c）4和（d）6道次SS-DPD處理的合金
圖4. SS-DPD處理後的Al-Zn-Mg合金的典型TEM顯微照片
將應變率從1×10-3增加到2×103s-1，隨著壓縮道次的增加，應變速率敏感指數（SRS）保持恆定，這是因為位錯釘扎導致SRS減小，而晶粒細化增大SRS。應變率為2.0×103s-1至4.0×103s-1時，SRS隨著道次的增大而降低，這是由於位錯密度增加和位錯遷移率降低導致的。DPD壓力機的數量增加，SRS從。由於通不同機制的位錯運動，應變速率2.0×103s-1至4.0×103s-1時的SRS比1.0×10-3至2.0×103s-1的更高。
圖5 SS-DPD加工鋁合金的屈服點應力與應變率在1.0×10-3、2.0×103和4.0×103s-1的對數圖
（文：33）
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