6061鋁合金的熱變形行為及各向異性研究

這里我們以6061鋁合金為研究對象,進(jìn)行熱壓縮、固溶與時效等實驗,測試強(qiáng)度和塑性等力學(xué)性能,同時利用X射線衍射儀、掃描電鏡和透射電鏡等觀察組織結(jié)構(gòu),研究了實驗合金厚板的各向異性和固溶溫度,并分析了實驗合金鑄錠的熱變形行為,從而掌握了實驗合金的組織演變與力學(xué)性能,為改進(jìn)6061鋁合金厚板的生產(chǎn)工藝提供了理論指導(dǎo),主要結(jié)論如下： 

(1)厚板主要形成了立方、旋轉(zhuǎn)立方、高斯等類型的織構(gòu),由于這些織構(gòu)的縱向泰勒因子均略高于橫向,所以厚板縱向的屈服強(qiáng)度高于橫向。厚板橫截面上雜質(zhì)、缺陷等的數(shù)量高于縱截面,因此,厚板的縱向抗拉強(qiáng)度和塑性低于橫向。晶界強(qiáng)化作用和織構(gòu)差異共同導(dǎo)致了厚板在厚度方向的各向?qū)?使得表層的強(qiáng)度高于中心層。 

(2)熱壓縮過程中存在動態(tài)回復(fù)和動態(tài)再結(jié)晶兩種軟化機(jī)制,流變應(yīng)力方程為： 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型能夠最準(zhǔn)確地預(yù)測流變應(yīng)力,而改進(jìn)的Arrhenius和Mirzadeh-Naj afizadeh模型均只能在部分變形下提供精準(zhǔn)的預(yù)測。加工圖的峰值區(qū)域為370-400℃和0.01s-1。 

(3)隨著固溶溫度的升高,固溶后基體的未溶相數(shù)量遞減,過飽和度增加,時效后析出相的數(shù)量增多,晶粒尺寸遞增,硬度和強(qiáng)度值先增加后減小,塑性呈遞減趨勢。最佳的固溶溫度為555℃,在此溫度固溶時效后,析出相的密度較高,晶粒也沒有過分長大,合金的硬度和強(qiáng)度值最高,分別為110和321MPa,塑性中等,為15.2%。