大塑性變形對6016鋁合金組織晶粒細(xì)化及力學(xué)性能的影響規(guī)律研究.pdf

1、實(shí)現(xiàn)汽車輕量化，是節(jié)省能源的更有效的途徑，汽車部件采用鋁合金代替鋼件能大量減輕汽車重量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。細(xì)化6000系晶粒對提高其塑性成型性能及強(qiáng)度有重要意義。
　　本文對6016鋁合金進(jìn)行ECAP擠壓實(shí)驗(yàn)及攪拌摩擦加工實(shí)驗(yàn)，通過金相顯微觀察、EBSD取向成像技術(shù)和熱模擬壓縮實(shí)驗(yàn)。研究其冷變形工藝對晶粒細(xì)化效果，及織構(gòu)變化。對ECAP擠壓后的試樣進(jìn)行退火熱處理，研究退火溫度及退火時(shí)間對晶粒度的影響規(guī)律。攪拌摩擦加工后的攪拌區(qū)細(xì)晶組織

2、進(jìn)行退火熱處理研究其細(xì)晶組織的熱穩(wěn)定性。
　　6016鋁合金經(jīng)ECAP擠壓后，X平面上的晶粒組織形狀尺寸變化不大，等軸晶粒，Z平面上等軸晶晶粒拉長變形;組織內(nèi)部存在著大量的亞結(jié)構(gòu);擠壓組織中的取向?yàn)辄S銅R織構(gòu)、旋轉(zhuǎn)立方織構(gòu)。試樣頭尾部硬度分布不均勻，頂部硬度與中部硬度變形接近，試樣底部變形與其他兩部分變形差異較大，所以硬度變化較大。一道次ECAP加工6016鋁合金再結(jié)晶溫度在260℃-280℃之間，退火溫度對ECAP冷變形后的材料

3、的微觀組織、硬度有很大的影響，控制再結(jié)晶溫度可有效細(xì)化晶粒;退火后試樣硬度隨著退火溫度的升高其硬度逐漸降低。
　　攪拌摩擦加工6016鋁合金攪拌頭的旋轉(zhuǎn)速度為800r/min，前進(jìn)速度為100mm/min,采用上述加工參數(shù)6016鋁合金沒有產(chǎn)生明顯的裂紋等缺陷，說明此種加工方法可以明顯改善材料性能，提高合金力學(xué)性能。攪拌摩擦加工6016鋁合金后組織發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，晶粒顯著細(xì)化，攪拌區(qū)晶粒為細(xì)小的等軸晶組織。攪拌區(qū)織構(gòu)強(qiáng)度很弱，取向

4、不集中。攪拌區(qū)細(xì)小晶粒的熱穩(wěn)定性良好，在較高溫度下不發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶及晶粒長大的情況，攪拌區(qū)晶粒仍為細(xì)小組織。
　　對6016鋁合金進(jìn)行熱模擬壓縮實(shí)驗(yàn)，分析了6016鋁合金屈服強(qiáng)度、應(yīng)變速率敏感性指數(shù)m和應(yīng)變速率關(guān)系曲線。根據(jù)所得數(shù)據(jù)做出不同溫度及變形速率下的流變應(yīng)力-應(yīng)變曲線，分析該合金在中溫塑性變形中的應(yīng)力應(yīng)變行為，得出流變應(yīng)力隨著溫度升高和應(yīng)變速率的降低而減小。擬合出6016鋁合金中溫壓縮塑性變形的本構(gòu)方程，求得理論屈服極限值