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双通道等径角挤压7003铝合金的织构研究

刘兆华  
【摘要】:7003铝合金具有良好的热变形能力、加工性能和疲劳强度。随着硬质铝合金向高强度、高韧性、耐腐蚀方向发展,如何提高材料的性能,提升材料的潜力,以满足不断发展的工业生产的需要,成为各领域研究的热点。 晶粒细化到一定程度,材料的物理和力学性能会发生变化。等径角挤压以纯剪切的方式细化晶粒,工艺简单,生产成本低,受到国内外研究学者地关注。在等径角挤压基础之上,课题组提出双通道等径角挤压工艺,来细化晶粒,提高材料的综合机械性能。 论文在室温对7003铝合金进行两道次双通道等径角挤压变形。利用Deform-3D有限元软件对双通道等径角挤压的三个变形阶段进行模拟和分析,用网络坐标法验证模拟实验结果。 通过扫描电镜对挤压变形后试样的微观组织进行观察分析。随着道次的增加,铝合金的晶粒得到了显著的细化,同时,伴随着大角度晶界急剧减少,小角度晶界增加。在变形过程,材料内的缺陷增多,内应力增大,菊池花样和图像的质量发生变化。 在室温对挤压变形后的试样进行了拉伸实验。材料的强度增加,塑性降低。二道次变形后,屈服强度从137.3MPa增加到253.3MPa,抗拉强度从190.3MPa增加到257.6MPa,延伸率从33.08%下降到19.67%,拉断断口属于韧性断裂。 研究了变形过程中材料的加工道次与变形织构之间的关系。原样的织构主要为立方织构{001}〈100〉+黄铜R{111}〈112〉;一道次变形后,试样的织构主要是旋转立方织构{001}〈110〉+黄铜R织构{111}〈112〉;二道次变形后,试样的织构主要是黄铜织构{112}〈111〉+织构{112}〈132〉+R织构{124}〈211〉 对一道次变形后的试样分别进行120℃×1h、120℃×2h、200℃×1h退火处理,并探讨铝合金的退火织构。120℃×1h的退火织构主要是戈斯织构{011}〈100〉;经过120℃×2h处理,材料的织构主要是戈斯织构{011}〈100〉+黄铜型织构{011}〈211〉+R织构{124}〈211〉;经过200℃×1h退火后,试样的退火织构主要是戈斯织构{011}〈100〉+织构{112}〈132〉 二道次的变形织构与120℃×2h退火处理的退火织构的类型基本相同,可以通过控制工艺参数来控制材料的织构变化。


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