冷多自由度成形技术能够有效提高5A06铝合金强度，但同时导致其塑性降低，这种高强度-低塑性匹配关系使得5A06铝合金在服役过程中容易发生疲劳，从而降低其疲劳寿命。因此，本研究采用冷多自由度成形-退火热处理技术实现5A06铝合金强度-塑性优化匹配，从而有效调控其疲劳性能。冷多自由度成形5A06铝合金在退火热处理过程中强度与塑性演变是影响最终疲劳性能的关键因素。然而，冷多自由度成形5A06铝合金在退火热处理过程中伴随着晶粒与织构等微观组织转变，微观组织转变规律与强度、塑性以及疲劳性能交互作用尚不清楚。本文对冷多自由度成形5A06铝合金进行退火热处理，通过多种表征手段观察，研究了5A06铝合金冷多自由度成形组织性能在退火热处理过程中的遗传演变行为，探究了冷多自由度成形-退火热处理5A06铝合金强度塑性协同演变规律及其对疲劳性能的影响机理。

阐明了冷多自由度成形-300°C退火热处理5A06铝合金晶粒异常长大机制

确定了冷多自由度成形-250°C退火热处理5A06铝合金疲劳性能最优

探究了冷多自由度成形-退火热处理5A06铝合金强度-塑性协同演变对其疲劳性能的影响机理

图1 （a）冷多自由度成形5A06铝合金和拉伸力学性能/微观组织观察取样区域，（b）疲劳测试设备与疲劳试样尺寸

图2 不同温度退火热处理5A06铝合金晶粒取向图：(a)150℃退火；(b) 200℃退火；(c) 250℃退火；(d) 300℃退火；(e) 350℃退火；(f) 400℃退火；(g) 450℃退火。

图3 不同温度热处理5A06铝合金拉伸力学性能分析：（a）应力应变曲线；（b）强度与延伸率演变规律；（c）强塑积演变规律；（d）本研究与其他文献强度-塑性数据比较

图4 不同温度热处理5A06铝合金拉压疲劳性能分析：（a）S-N曲线演变规律；（b）不同退火工艺参数下疲劳寿命对比

图5  冷多自由度成形5A06铝合金300℃退火热处理保温45min状态下晶格取向分布规律：（a）晶粒取向图；（b）晶粒参考取向偏差图；（c）极图；（d）沿再结晶晶粒取向差分布；（e）沿未再结晶晶粒取向差分布。

图6 冷多自由度成形-300℃退火热处理5A06铝合金晶粒异常长大原理图

图7 不同参数退火热处理5A06铝合金疲劳裂纹附近晶粒取向图

图8 250℃退火热处理5A06铝合金疲劳失效行为：（a）晶粒取向图；（b）晶内取向差分布图；（c）施密特因子分布图。

图9 不同参数退火热处理5A06铝合金疲劳失效原理图

本文提出了5A06铝合金冷多自由度成形-退火热处理工艺制备方法，实现了5A06铝合金强度塑性协同匹配和疲劳性能的有效调控。与冷多自由度成形状态相比，250℃-2h退火条件下屈服强度降低28.8%，延伸率提升124%，在该强度-塑性匹配状态下，大多数晶粒在疲劳周期加载过程中发生协调塑性变形，位错沿滑移带有效迁移，从而延缓应变集中并导致疲劳寿命大幅提升。该研究成果能够为其他高强铝合金的材料制备以及疲劳性能调控提供指导。

胡轩（第一作者），武汉理工大学博士后，2021年在武汉理工大学材料科学与工程学院获得博士学位，随后进入武汉理工大学汽车工程学院工作，主要从事高强钢与高强铝合金多自由度包络成形-热处理组织性能研究工作，参与了国家自然科学基金区域创新发展联合基金重点项目、国家自然科学基金面上项目等项目的研究工作，发表学术论文16篇，其中以第一作者和通讯作者发表SCI论文9篇，申请中国发明专利8项。

韩星会（通讯作者），武汉理工大学教授，博士生导师。兼任中国机械制造工艺协会常务理事、中国塑性工程学会塑性理论学术委员会副主任委员，《塑性工程学报》、《精密成形工程》、Materials等期刊编委。主要研究方向为高性能薄壁高筋构件塑性成形制造理论、技术与装备，主持了国家自然科学基金航天联合基金重点项目、国防科技创新特区项目、湖北省杰青等研究课题，发表SCI论文60余篇，授权中国发明专利70余项，获国家科技进步二等奖。

华林（通讯作者），武汉理工大学教授，博士生导师，国家杰出青年基金获得者，中国汽车工程学会会士。兼任中国机械工程学会塑性工程分会理事长，《机械工程学报》、《中国机械工程》编委。主要研究方向为高性能成形制造理论、技术与装备，主持了国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划、国家科技重大专项等研究课题，研究成果在工业和国防领域得到生产应用，取得了显著经济社会效益。在国内外学术期刊发表论文100余篇，出版专著3部，授权中国和美国发明专利80余项，以第一完成人获得国家技术发明二等奖和国家科技进步二等奖。