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限制模压形变6061铝合金的组织和性能研究

李洪力  
【摘要】:6061铝合金具有密度小、成形性好、焊接性优良、机加工性能优异、易涂装的特点,广泛的应用在汽车、航空等领域,因此如何提高其机械性能以满足不断发展的工业、生产需要,成为研究热点,目前国内对普通6061铝合金板材的研究已经比较成熟,但对制备细晶高性能6061铝合金板材的研究还不够深入,高性能细晶6061铝合金板材主要是由进口提供。而限制模压形变作为制备细晶板材的有效手段之一,国内没有展开深入的研究,因此开展利用限制模压形变来制备细晶6061铝合金板材的研究工作,对提高国内生产高强细晶板材的技术水平,有重要意义。 本论文运用限制模压形变制备细晶6061铝合金板材,首先对6061铝合金板材进行270℃~330℃、保温20min~60min热处理,对热处理后的板材进行两道次的限制模压形变,并测量模压形变过程中平均晶粒直径的变化,观察变形道次对6061铝合金组织的影响。找到经过两道次的模压形变后,晶粒细化效果最为显著的一组热处理条件,并取此热处理条件下模压前后板材拉伸试样进行0°、45°、90°方向上的拉伸性能测试。 实验结果表明,经过300℃保温40min热处理的6061铝合金板材在两道次限制模压形变后平均晶粒直径由17.41μm细化到5.14μm,晶粒细化程度高达70.5%,在十组实验中,细化程度最高。在限制模压形的变过程中,第一道次变形过程中平均晶粒直径由17.41μm细化到14.61μm、细化程度为16.1%;第二道次模压形变过程中平均晶粒直径由14.61μm细化到5.14μm,细化程度为64.8%,第一道次对晶粒的细化能力远远低于第二道次对晶粒的细化能力。限制模压形变能显著的改变6061铝合金板材的强度和延伸率。其中300-C保温40min、0°方向上材料的屈服强度由形变前的230.36MPa迅速提高到两道次后的293.2MPa,提高了62.84MPa,提高效果显著。 论文还利用滑移线法推导了模压形变载荷计算式,并通过实验得到了验证,提出的模压形变载荷计算式能有效的预测限制模压形变过程中的使材料屈服载荷。


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