ECAP挤压道次对6061铝合金力学性能及耐磨性的影响

采用等通道转角挤压(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)工艺,在110℃下对6061铝合金进行4道次挤压变形。借助显微硬度测试、室温拉伸试验和断口SEM分析,研究了挤压道次对6061铝合金力学性能的影响规律;通过摩擦磨损试验,获得了不同挤压道次下6061铝合金的摩擦系数以及磨损率,并对磨损表面进行了形貌观察和EDS能谱分析。结果表明:随着挤压道次的增加,6061铝合金硬度和强度逐渐增加,且前两个道次增幅最大,4道次变形后,材料晶粒得到显著细化,显微硬度和抗拉强度分别达到了93. 4 HV和250. 2 MPa;同时,显微硬度分布趋于均匀,材料塑性降低,拉伸断口表现出明显的韧性断裂特征。随着挤压道次的增加,6061铝合金耐磨性能和抗氧化能力均得到显著提升,平均摩擦系数和平均磨损率逐渐降低,分别从1道次的0. 457、0. 028 mm3·m-1下降到4道次的0. 355、0. 014 mm3·m-1。ECAP变形后6061铝合金磨损机制是以磨粒磨损和氧化剥层磨损为主导的混合磨损机制。     

6061铝合金双向等通道挤压金属流动规律研究

以6061铝合金为对象采用数值模拟和实验验证的方法研究了双向等通道挤压过程金属流动规律。发现双向等通道技术能够在材料内部造成剧烈的剪切变形,具有晶粒细化和形变强化作用,可以通过调整摩擦系数对变形过程进行调控。通过对6061铝合金A、B 2种路径4道次双向等通道挤压发现,双向等通道挤压具有强烈的形变强化作用,在相同道次下,B路径等效应变量大于A路径。     

6061铝合金超细晶制备及其组织性能的研究

采用等径角挤压和反复镦挤相结合的复合挤压技术,对6061铝合金进行挤压变形实验.观察了材料微观结构,测试了挤压过程中屈服强度、硬度的变化.结果表明:经四道次复合挤压后可以使6061铝合金的平均晶粒尺寸从35μm减小到350nm,显微硬度为70.6HV(X面)、55.5HV(Y面)、58.1HV(Z面),屈服强度为245MPa.且多道次变形不改变加工前后材料的块体形状.     

6061铝合金等通道转角挤压时的流变性能

分别对退火态和固溶时效态6061铝合金进行8道次及4道次等通道转角挤压,用有限元软件Deform-3D模拟变形过程,研究连续大变形对组织性能的影响规律.结果表明:等通道挤压使晶粒破碎细化,金属流线走向与剖面对角线方向基本一致;退火态合金的表面硬度随变形道次增加而升高,各道次挤压载荷峰值没有随着变形道次增加而单调增加,而是经历一个升高、降低、再升高的过程.固溶时效态合金的表面硬度在2道次变形后达到了峰值,其载荷峰值也在第2道次变形时最高.硬度值的变化规律与强化因素及位错的运动有关,而载荷的变化规律与摩擦力的变化及其对载荷的贡献大小有关.模拟结果发现,挤压载荷峰值随着变形道次的增加而增大,与实测值不相符.由于剧烈变形使合金组织性能变化较大,因此需要适当修正材料本构关系,才能正确反映其流变行为.     

采用双通道等径侧面挤压法提高AA5083铝合金力学性能（英文）

采用双通道等径侧面挤压剧烈塑性变形工艺提高AA5083铝合金的力学性能。采用多组实验研究路径类型(A和B路径)和挤压道次对材料力学性能的影响。挤压道次为6道次,挤压温度范围为573~473 K,采用金相、硬度测试和拉伸测试研究这些工艺参数的影响。硬度测试表明经6道次挤压后,硬度提高了64%,且分布均匀。屈服强度和抗拉强度分别提高了107%和46%。这是由于晶粒的剧烈剪切变形和变形温度降低导致的晶粒细化。TEM结果表明,经DECLE 6道次变形后,合金的平均晶粒尺寸从退火态的100μm减小至200 nm。对比研究了路径A和B的实验结果,并得到一些重要结论。     

ECAP挤压变形对6063合金组织与性能的影响

对比分析了铸态、3道次和6道次挤压态6063合金的力学性能和显微组织,并对断口形貌进行了观察。结果表明,经过多道次挤压变形后,6063合金的显微硬度和拉伸力学性能都得到不同程度提高,在挤压道次为3道次时,6063合金的显微硬度和抗拉强度取得最大值;经过多道次挤压变形后,6063合金的晶粒明显细化,Mg2Si相得到不同程度碎化且分布更加均匀;铸态6063合金呈现脆性断裂特征,而3道次挤压和6道次挤压6063合金呈现韧性断裂特征。     

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。     

6061铝合金复合挤压成形微观组织与力学性能的研究

对6061铝合金进行了内孔双面凸台复合挤压成形,分析了变形前后试样的显微组织及力学性能变化。结果表明,随着变形程度的增加,试样的径向以及轴向的抗拉强度和硬度增加,但伸长率下降;同一变形下轴向的抗拉强度和硬度高于径向,但伸长率低于径向。在变形前后,6061铝合金各部分的金属流线由直线变成了圆弧状,各部分的晶粒明显细化,且凸台部分的晶粒尺寸相对于径向部分小。复合挤压成形结束后,两侧凸台部分的晶粒形态以及力学性能几乎相同。     

挤压速度对双通道等径角挤压7003铝合金力学性能的影响

采用扫描电镜、显微硬度计及万能试验机研究了挤压速度对双通道等径角挤压对7003铝合金力学性能的影响。结果表明：在任一挤压速度下,随着挤压道次的增加,材料的力学性能明显改善;挤压一道次后试样的抗拉强度由338.3 MPa提高到384.5 MPa,二道次后提高到431.5 MPa;屈服强度经一道次挤压后由260 MPa提高到325 MPa,二道次后提高到426 MPa,二道次涨幅更明显;随着挤压速度的增大,试样断后伸长率的变化总体上均呈现下降的趋势,当挤压速度为25 mm/min 时,一道次挤压后伸长率最小;经二道次挤压后的显微硬度,在挤压速度为25 mm/min时由原样退火态的73.5 HV提高到136.4 HV,且强度以及显微硬度均在挤压速度为25～35 mm/min时达到了最大值。     

AA8030铝合金挤压工艺参数的神经网络分析

应用神经网络模型分析AA8030铝合金的力学性能对等通道转角挤压变形工艺参数的响应。进行了SEM分析和金相组织观察,对模型进行了实验验证。计算结果表明,利用神经网络模型预测的铝合金拉伸力学性能和试验值之间的误差没有超过1.5%,平均误差0.8%。说明该模型对拉伸力学性能的预测能力及预测精度良好。利用该模型,得到合适的等通道转角挤压工艺条件为:挤压方式为前一道次完成后旋转180°再进入下一道次;挤压道次为4;挤压速度为5 mm/s。     

稀土对6061铝合金组织和挤压性能的影响

向6061铝合金中添加的混合稀土,采用金相显微镜和扫描电镜,在6 MN热挤压机上研究稀土元素对6061铝合金铸态组织和热挤压性能的影响。结果表明,添加稀土后,铝合金的晶粒得到细化,晶界有少量稀土相析出。挤压时挤压力降低,挤压时间缩短。同时合金能够保持很好的力学性能。适量稀土可改善6061铝合金的挤压工艺性能,对制品力学性能影响不大。     

往复挤压道次对车用LC9合金表面组织和性能的影响

采用光学显微镜、维氏硬度、极限拉伸强度和压缩屈服强度等试验手段,评价了不同往复挤压道次对LC9铝合金表面微观形貌和力学性能的影响。结果表明,往复挤压道次能显著影响LC9铝合金的组织和力学性能。合金的力学性能随着往复挤压道次的增加呈现出先增加后降低的趋势,500℃条件下当往复变形道次为4次时合金的力学性能最佳。     

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%。     

挤压态6061铝合金的力学性能及显微组织

对挤压态6061铝合金分别进行了固溶处理和时效处理,采用万能试验机测试了其力学性能,通过SEM和TEM表征了合金的微观组织,研究了不同热处理条件下挤压态6061铝合金的组织演变规律。结果表明:固溶和时效处理后的挤压态6061铝合金均表现出明显的力学性能各向异性,且时效处理能有效提升合金的强度;同时,经时效处理后的挤压态6061铝合金表现出应变速率敏感性,而固溶处理的挤压态6061铝合金则无明显的应变速率敏感性;固溶处理和时效处理的挤压态6061铝合金的晶粒形态为等轴晶,但是有大小两种晶粒尺寸等级,大晶粒尺寸可达200 μm,小晶粒尺寸则小于10 μm。固溶和时效处理的挤压态6061铝合金均由较强的{001}<100>立方织构和较弱的{011}<100>高斯织构组成,且种类和强度相同;拉伸变形后的6061铝合金出现了大量的位错堆积,而经时效处理的合金中均匀分布短棒状的析出相能有效阻碍位错的运动,提高材料的变形抗力。     

挤压工艺对6013铝合金组织和力学性能的影响

以半连续铸造、挤压获得的6013铝合金为研究对象,通过金相显微镜、扫描电镜、室温拉伸以及硬度等组织性能检测手段,对比研究不同挤压温度和挤压速度对6013铝合金组织与性能的影响。结果表明,挤压温度和挤压速度对6013铝合金的组织和力学性能均有显著影响,挤压温度越高、挤压速度越快,越有利于获得再结晶组织。在速度较低时,抗拉强度在500℃时获得最大值;在不同的速度下,6013铝合金的伸长率以及硬度均随着温度的升高而降低。断口分析表明,断口韧窝尺寸较大、较深,且伴有大量撕裂棱,说明合金具有较好的塑性。     

循环扩挤平面变形对7A04铝合金组织与性能的影响

多次循环扩挤成形技术是一种新型的大塑性变形技术,是制备亚微米或纳米级块体材料的有效方法之一。通过7A04铝合金经过一次循环扩挤平面变形的有限元模拟分析和挤压成形实验,并借助于ZEISS Image Alm金相显微镜、ZMT5105电子万能拉伸材料试验机、维氏硬度测试计等仪器设备,研究了不同变形道次下的循环扩挤平面变形对7A04铝合金的力学性能与显微组织的影响。研究结果表明:二道次挤压后试样的抗拉强度、屈服强度、硬度与伸长率均比一道次的高,晶粒细化效果更明显。     

等径角挤压6061铝合金半固态等温压缩变形行为

采用BC路径对6061铝合金进行了4道次等径角挤压,研究了在应变速率为0.05~0.50 s-1、等温处理温度为603~629℃条件下的半固态等温压缩特性,分析了变形温度及应变速率对真应力-真应变曲线的影响。结果表明,等温压缩过程中,6061铝合金的流动应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增加而升高;在变形过程中出现固-液偏析现象,变形较大时固-液偏析现象较明显。     

模具结构对等通道挤压2A12铝合金组织和性能的影响

等通道转角挤压工艺(ECAP)通过不同路经的多道次挤压变形,产生大的塑性变形,可以达到细化晶粒的目的,同时也是超细晶材料制备的一种有效渠道。但试样在通过转角处会产生强烈的拉应力,累积的拉应力极易达到材料的抗拉极限,导致开裂,甚至断裂。为了减少这一现象发生的几率,减小试样开裂倾向,便于后一道次的挤压,对转角为90°的模具进行了改进。对2A12铝合金进行挤压研究结果表明,在C路径下4道次挤压效果较好,增强了晶粒细化效果,伸长率最大提高了10.3%,硬度最大提高了46.4%。     

6061铝合金等通道挤压工艺数值模拟

采用有限元技术模拟6061铝合金在室温下等通道转角挤压(ECAP)过程,分析了模具圆心角、摩擦因数对ECAP过程的影响。结果表明,圆心角减小,试样等效应变值增大且较为均匀,但是挤压载荷增加;摩擦对载荷的影响明显。单道次挤压后,试样变形不均匀。     

等通道挤压对纯铜组织与性能的影响

等通道挤压作为强烈塑性变形方法的一种,可使材料的晶粒尺寸细化到纳米级.对纯铜试样进行了不同道次的等通道挤压变形,并对其组织和硬度进行了测试.结果表明,纯铜在进行等通道挤压变形时,先形成条带状亚结构,随着挤压道次增加,这些亚结构逐渐细化,亚界面逐渐转化成小角度晶界,进而转化为大角度晶界.经过等通道挤压变形8道次后,纯铜可细化至40～120 nm大小的纳米晶结构.经等通道挤压后纯铜的硬度显著上升,随着等通道挤压道次的增加,硬度增长趋于平缓,6道次后逐渐趋于饱和.