6016鋁合金熱變形行為及熱連軋過(guò)程數(shù)值模擬研究.pdf

1、6016鋁合金是Al-Mg-Si系可熱處理強(qiáng)化鋁合金，此類合金具有良好的可成形性、抗蝕性、可焊性、疲勞強(qiáng)度與中等的靜態(tài)強(qiáng)度，用于制造飛機(jī)油箱、油管、汽車、船舶等交通運(yùn)輸裝備的鈑金件、儀表、街燈支架、制泠裝置、電視塔、鉆設(shè)備、導(dǎo)彈零件、鉚釘線材等。6016合金也是歐美全鋁汽車覆蓋件的首選材料。本文采用熱變形模擬與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對(duì)6016鋁合金熱軋過(guò)程的顯微組織演變進(jìn)行研究并對(duì)熱連軋軋制力進(jìn)行了預(yù)測(cè)。
　　 在Gleeble-

2、1500熱模擬機(jī)上對(duì)6016鋁合金進(jìn)行了熱壓縮變形實(shí)驗(yàn)，變形溫度為300～500℃，變形速率為0.01～10 s-1。結(jié)果表明：在低應(yīng)變速率(≤1s-1)條件下，流變應(yīng)力隨著應(yīng)變的增加而增大，達(dá)到峰值后趨于平穩(wěn)，表現(xiàn)出動(dòng)態(tài)回復(fù)特征；而在高應(yīng)變速率(10s-1)條件下，隨著應(yīng)變的增加，流動(dòng)應(yīng)力曲線出現(xiàn)鋸齒狀波動(dòng)，達(dá)到峰值后逐漸下降，表現(xiàn)出不連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶特征。本構(gòu)分析表明：可以采用雙曲正弦函數(shù)來(lái)描述6016鋁合金高溫?zé)釅嚎s變形流變行為，熱

3、變形激活能為270.257 kJ/mol。計(jì)算峰值應(yīng)力與實(shí)測(cè)峰值應(yīng)力之間的相對(duì)誤差在±8％之內(nèi)。通過(guò)光學(xué)顯微鏡(OM)和透射電子顯微鏡(TEM)觀察了不同條件下熱變形后鋁合金的微觀組織結(jié)構(gòu)，探討其高溫變形過(guò)程中組織結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。研究表明，本文所用的6016鋁合金在高溫塑性變形時(shí)主要的軟化機(jī)制為動(dòng)態(tài)回復(fù)；再結(jié)晶晶粒隨著變形溫度的降低和變形速率的提高而產(chǎn)生明顯的細(xì)化。
　　 以5182鋁合金工業(yè)熱連軋的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)為依據(jù)，探索

4、了鋁合金熱連軋過(guò)程中溫度場(chǎng)的影響因素，熱輻射發(fā)射率與熱對(duì)流系數(shù)均采用系統(tǒng)默認(rèn)值。發(fā)現(xiàn)當(dāng)軋件的速度大于軋輥的線速度90％時(shí)，摩擦因子m對(duì)溫度場(chǎng)的影響可以忽略，軋件的溫度場(chǎng)主要受熱傳導(dǎo)系數(shù)影響。過(guò)程獲得了熱連軋數(shù)值模擬所需要的合理的邊界條件參數(shù)。
　　 在計(jì)算機(jī)控制的板帶熱軋生產(chǎn)中，軋制力是軋制工藝規(guī)程設(shè)定中非常重要的環(huán)節(jié)，其設(shè)置精度直接影響板帶的質(zhì)量。利用有限元分析軟件DEFORM-3D對(duì)某廠5182鋁合金板材熱連軋過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模