6061铝合金热变形行为的研究

采用Gleeble-1500热模拟实验机研究了6061铝合金在变形温度573～773 K、应变速率0.01～2 s-1、最大变形程度45%条件下的高温压缩变形行为,分析了合金在高温变形过程中流变应力与应变速率和变形温度之间的关系,建立了6061铝合金高温变形的本构关系.结果表明:合金的流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增大;试验条件下,该合金的流变行为可用Zener-Hollomon参数来描述,变形激活能为236.858 kJ/mol,应力指数为8.926.     

工艺参数对6061铝合金多向锻造变形行为的影响

基于正交试验研究了变形道次、变形温度与变形速度等工艺参数对6061铝合金多向锻造成形过程的影响,并进行了不同变形道次下的多向锻造工艺数值模拟与试验验证,测试了变形后材料的微观组织与力学性能。结果表明,坯料在多向锻造过程中,"鼓肚"特征十分明显,中心纵剖面上金属流动呈"八"字形特征。随着变形道次的增加,材料内部累积应变量逐渐增大,变形均匀性不断提高,4道次变形后等效应变量约为2.58。试验结果与有限元模拟具有较好的一致性。随着变形道次的增加,材料内部晶粒更加细小和均匀,力学性能进一步提高。6061铝合金经4道次多向锻造变形后,显微硬度与抗拉强度大幅增加,分别达到86.1 HV与223 MPa,相比于初始铸态材料分别提高了140.5%和102.7%。     

6061铝合金热变形动态再结晶行为研究

利用Gleeble-3500试验机对6061铝合金进行单道次等温恒应变速率压缩试验,研究合金在应变速率为0.001～1s~(-1),温度为350～500℃热变形条件下的动态再结晶行为。统计试验所得流变应力曲线峰值应力数据,确定合金热变形激活能Q为307.528kJ·mol~(-1),建立合金在不同热变形条件下的流变应力方程,动态再结晶峰值和临界应变模型;依据流变应力曲线特征,计算合金在不同变形条件下的动态再结晶体积分数,据此建立动态再结晶动力学模型。分析流变应力曲线可知铸态6061铝合金在350～500℃下变形,应变速率较低时(0.01s~(-1)),合金组织更容易发生动态再结晶,应力软化现象更明显。     

低频振动辅助6061铝合金拉伸变形行为

为获得低频振动下6061铝合金的拉伸变形行为,采用ABAQUS有限元模拟分析和实验验证相结合的方法,对常规拉伸和低频振动辅助拉伸进行分析,用电子万能试验机对铝合金板材进行常规拉伸和不同方案的低频振动辅助拉伸实验。通过对比常规拉伸、间歇振动拉伸和全程振动拉伸3种拉伸方式,得到低频振动对拉伸过程中平均拉伸载荷和材料伸长率的影响,获得激振力和振动能量对拉伸载荷及材料伸长率的影响。结果表明,随着振幅或频率的提高,最大平均流动应力下降明显;一定范围内的激振力和振动能量,使拉伸平均载荷下降,提高了材料的塑性,增加了材料的伸长率。     

6061铝合金热变形行为及动态再结晶

通过Gleeble-3500热压缩模拟试验机对6061铝合金进行热压缩实验,借助金相显微镜和透射电子显微镜研究合金在变形温度为340～490℃,应变速率为0.001～1 s-1条件下热变形和动态再结晶行为.结果 表明:6061铝合金的动态再结晶行为对变形温度和应变速率十分敏感,温度的升高和应变速率的减小都会促进动态再结...     

挤压温度对6061铝合金晶粒尺寸和力学性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电子显微镜和室温拉伸测试,研究了挤压温度对6061-T6铝合金晶粒尺寸和力学性能的影响。结果表明:挤压温度400～525℃时,6061-T6铝合金平均晶粒尺寸随挤压温度的升高呈逐渐增大的趋势,挤压温度400℃时晶粒尺寸最小,为119.1μm。在400℃挤压的试样力学性能最佳,其抗拉强度和断后伸长率分别为330 MPa和19.8%。室温拉伸断口形貌分析表明,随着挤压温度的升高,合金断裂机制由韧性断裂转变为韧-脆混合型断裂。     

固溶温度对6061铝合金组织和性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等分析手段,研究固溶温度对6061铝合金热挤压板材的显微组织、力学性能及拉伸断口形貌的影响.结果表明,实验合金的强度和硬度随着固溶温度的升高而提高,当基体有轻微过烧时强度并没有降低;实验合金的最佳固溶工艺为565℃×40 min.XRD物相分析表明,在固溶处理过程中发生溶解的析出相粒子主要为Mg2Si,而残留的粗大析出相则主要是富Fe化合物.通过基体点阵常数的精确测量可以很好的表征合金的固溶程度.固溶处理后残留的析出相粒子是影响合金拉伸断口形貌的主要因素.当固溶温度低于535℃时,合金的断裂属于单一的韧窝断裂;当固溶温度高于535℃时,合金的断裂是由沿晶脆性断裂和韧窝断裂组成的混合断裂.     

基于热加工图的铝合金6061变形行为研究

在Zwick/Roell Z020万能材料试验机上实施高温压缩试验,研究铝合金6061在变形温度范围为360～480℃,应变速率在0.001～1s-1时的热变形行为。基于动态材料模型理论,利用matlab进行三次样条插值,获取足够的数据利用origin软件绘制铝合金6061的功率耗散图。利用功率耗散图分析确定了试验参数范围内热变形过程的最佳工艺参数。在加工温度为360～440℃,应变速率为0.001～0.01s-1之间,功率耗散率的最大值为0.39,是该合金的最佳成形区域。     

6061铝合金热变形行为及动态再结晶研究

通过Gleeble-3500热压缩模拟试验机对6061铝合金进行热压缩实验,借助金相显微镜和透射电子显微镜研究合金在变形温度为340℃?490℃,应变速率为0.001s-1?1s-1条件下热变形和动态再结晶行为。结果表明：合金的动态再结晶行为对变形温度和应变速率十分敏感,温度的升高和应变速率的减小都会促进动态再结晶的发生。基于峰值应力建立了合金热变形本构方程,计算得出热变形激活能为235.155kJ·mol-1。采用加工硬化率-流变应力曲线确定了合金热变形过程中的临界应力（应变）和峰值应力（应变）与Z参数的关系模型。随着温度的升高和应变速率的减小,DRX临界应力(应变)和峰值应力(应变)而减小。依据Avrami方程建立了合金动态再结晶体积分数模型,动态再结晶体积分数随应变的增加,呈现先缓慢增加后迅速增加再缓慢增加的特征,所建模型能够较为准确的预测该合金的动态再结晶行为。     

超声滚压对6061铝合金晶间腐蚀行为的影响

目的 研究不同静压力条件下形变诱导梯度变形层对6061铝合金晶间腐蚀行为的影响。方法 使用超声滚压技术(USRP,Ultrasonic surface rolling processing)强化6061铝合金表层,采用激光共聚焦、X射线衍射等方法研究酸化Na Cl溶液体系下3种静压力条件对6061铝合金晶间腐蚀行为的影响。结果 随着静压力的增大,6061铝合金表层组织呈梯度变化,且形变层深度可延伸至近300μm。在酸化NaCl溶液腐蚀加速条件下,在相同时间内滚压后试样沿晶腐蚀的路径大幅缩短,向下扩展的深度降低了50%,使得6061铝合金的抗晶间腐蚀性能显著提高。表征结果表明,晶间腐蚀扩展路径与表面粗糙度无相关性,它主要与第二相(AlFeSi相)在形变层中的弥散分布有关。未经USRP处理的6061铝合金在沿晶界连续分布的AlFeSi相促进下发生了明显的沿晶腐蚀。相比之下,经USRP处理后,AlFeSi相会因晶粒形变而呈断续分布,减弱了它在晶界区域对铝合金基体的电偶腐蚀作用,降低了腐蚀通道的连通性,从而阻碍了腐蚀路径的扩展。结论 USRP可提高6061铝合金的抗晶间腐蚀性能,其表面粗糙度并非是提高晶间腐蚀抗性的主要因素,经USRP细化和分散后的AlFeSi相是阻断沿晶腐蚀路径的关键因素。     

温度,变形速度对铝合金A6061的应力—应力关系的影响

对日本交通运输工具中使用较多的析出强化型铝合金Ａ６０６１板材，在改变温度和变形速度的情况下的应力－应变关系进行了较深入的研究。     

变形时效对6061铝合金时效硬化特性的影响

试验研究了变形时效对6061铝合金显微组织和时效硬化特性的影响。结果表明,对6061铝合金进行5%～80%轧制变形,时效温度的升高会缩短峰值硬度出现的时间,且变形量越大出现峰值硬度的时间越短;变形量在20%及以上时,6061铝合金的峰值硬度高于T6态的;变形量20%以下时,6061铝合金的峰值硬度低于T6态的。在不同时效温度下,6061铝合金的抗拉强度和屈服强度都会随着变形量增加而增大。当时效温度为180℃时,较小变形量(20%)的6061铝合金的强度和塑性相当于T6态的;40%及以上变形量下6061铝合金的强度和塑性都明显高于T6态的。对6061铝合金进行变形时效处理,在位错强化、析出强化以及晶体缺陷作用下可以获得强度和塑性兼备的6061铝合金材料。     

温度、变形速度对铝合金A6061的应力─应变关系的影响

对日本交通运输工具中使用较多的析出强化型铝合金Ａ６０６１板材，在改变温度和变形速度的情况下的应力—应变关系进行了较深入的研究。     

腐蚀及温度循环对6061铝合金力学性能的影响

为合理描述6061铝合金在腐蚀和温度循环下的应力流动行为,通过理论研究、实验测试和有限元仿真相结合的手段讨论了腐蚀及温度循环对6061铝合金力学性能的影响。实验研究结果表明：腐蚀和温度循环均可导致6061铝合金屈服强度和抗拉强度的降低;且腐蚀液浓度越高、温度循环次数越多,材料力学性能下降趋势越明显。通过不同腐蚀和温度循环条件下应力-应变曲线的对比,修正了Johnson-Cook本构模型并标定了各项系数,得到了考虑腐蚀和温度循环下的修正本构模型,且理论模型与实验测试及有限元结果吻合良好;进而基于该本构模型,讨论了腐蚀时间和腐蚀浓度和温度循环次数对6061铝合金力学性能的影响。     

6061铝合金冲击载荷作用下的变形断裂行为

利用常见的落锤冲击试验机和自行设计的夹具装置,研究6061铝合金材料在冲击载荷作用下的变形断裂行为。结果表明:6061铝合金受冲击载荷时的断裂行为与准静态拉伸相比无明显变化,损伤形式仍是由晶界处的微孔洞连接形成微裂纹,宏观上仍产生明显颈缩,试样的断裂面与拉伸轴方向大约成45°角。摆锤高度不同,试样表面的变形带不同,摆锤高度为141°时,出现了"白色变形带"。微观断口是由韧窝组成,冲击速度越大,韧窝越小。     

变形程度对6061铝合金大规格棒材组织和性能的影响

为了研究挤压变形程度对6061铝合金大规格棒材组织和性能的影响,通过金相(OM)、扫描电镜(SEM)、导电率、拉伸试验测试在不同变形程度条件下6061-T6铝合金棒材的组织和性能。结果表明,经过挤压变形后,棒材晶粒被细化,纵向组织被拉长。随着变形程度的增加,棒材边部、1/2半径处、芯部组织更加均匀,拉伸断口韧窝形貌逐渐均匀密集,导电率逐渐降低,而力学性能逐渐升高。随着变形程度的增加,棒材边部与挤压筒的摩擦力增大,当变形程度大于85.6%时,边部金属流动受摩擦阻力作用,其力学性能逐渐低于棒材芯部的。当变形程度小于73%时,边部金属流动与挤压筒接触,晶粒被破碎拉长,其力学性能和伸长率远高于芯部的。     

固溶温度对6061铝合金微观组织和力学性能的影响研究

通过试验研究了固溶温度对6061铝合金薄板试样的晶粒组织、第二相结构和力学性能的影响规律。结果表明:试样的晶粒尺寸随着固溶温度的升高呈现出先增大后减小的规律,并在540℃时达到晶粒最大尺寸;第二相元素在铝合金基体中的溶解度在固溶温度为560℃时达到最大;随着固溶温度的升高,试样的硬度呈现出了先增加后降低的趋势,并在固溶温度为560℃时试样的硬度达到最大;随着固溶温度的升高,试样的屈服强度和抗拉强度都呈现出了先升高后降低的趋势,而伸长率呈现出先降低后升高的趋势。     

变形温度对2219铝合金组织和力学性能的影响

通过室温力学性能测试、OM、SEM等,研究了四镦三拔多向锻造的变形温度(300~510℃)对2219铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着变形温度的升高,2219铝合金多向锻造后及T6热处理后的粗大残余结晶相含量逐渐减少,分布更均匀,变形温度由300℃升高至510℃时,多向锻造后粗大残余结晶相所占面积分数由6.96%降低至4.59%。锻件抗拉强度和伸长率随变形温度升高而提高,在510℃高温四镦三拔多向锻造下合金综合性能达到最优,抗拉强度和伸长率分别为392.3 MPa和7.3%。