高性能6061铝合金的热变形行为与时效过程研究
发布时间：2021-08-28 11:15
了解铝合金的热变形规律及其后的时效工艺对于最大限度提高铝合金的性能意义重大。本文首先采用Gleeble-3500热模拟试验对6061锻造铝合金进行高温热变形压缩试验研究,获得其在0.01-10s-1之间不同变形速率和375-500℃不同变形温度下的真实应力-应变曲线,在此基础上通过分析变形速率和变形温度对6061铝合金热变形中力学行为的影响规律,建立其高温变形的流变应力本构方程;其次,在对6061铝合金进行540℃固溶处理后,采用不同保温时间和不同温度进行时效处理,通过不同时效条件下的合金硬度测定、金相显微组织分析以及TEM微观形貌分析,深入研究了 6061铝合金的力学性能、显微组织结构随时效条件的变化规律,从而确定6061铝合金的最佳热处理时效工艺。研究结果表明:（1）6061铝合金的流变应力的大小随应变速率的升高而增大,但随热变形温度的升高而减小;Zener-Hollomon参数适用于描述合金的流变行为;（2）6061铝合金的最佳时效工艺为200℃×6h,此时,6061铝合金的最高硬度为113.97HV、最高电导率为14.7Ms/m。（3）6061铝合金的时效析出相形状会随着时效时...
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１流变应力应变曲线（ａ）动态回复型；（ｂ）动态再结晶型??１．５．２合金高温变形软化机制??
?第一章绪论???速软化作用；ｉｎ区为动态再结晶稳态阶段，当热变形持续进行时，动态再结晶呈??周期性变化。从图１．３中可以看出：当应变速率较高时，Ｉ区的应力－应变曲线呈??线性关系，应力持续上升，达到某一峰值，而后应力在软化的作用下下降，最终??稳定在某一常数。很显然，在应力峰值之前的阶段，再结晶软化效果要低于加工??硬化效果，在应力峰值之后的阶段，再结晶软化效果要高于加工硬化效果。最后，??硬化被软化完全抵消，二者达到动态平衡，材料进入稳态阶段。对于应变速率较??低的情况，Ｉ区和ｎ区的情况基本与高速率应变的情况类似，不同的是，其稳态??阶段的应力随应变呈周期性衰减趋势，这可以用动态再结晶－变形－动态再结晶来??解释，即动态再结晶和加工变形的交替作用。??Ｉ?／?Ｉ??＇ｌ?（ｉ?＿?＆?较宠?Ｓｔ？??１??ｊ／１：ｎ?ｍ???７ｒ？ｔ?Ｓｔｒ＊ｉＢ??图１．３发生动态再结晶时真应力－应变曲线特征??１．６铝合金强化??１．６．１铝合金的强化机理??铝合金的强化机理主要包括两类，即切过机制和绕过机制。切过机制主要发??生在第二相粒子尺寸较孝硬度较低的情况，其作用机理可以描述为：位错运动??遭遇尺寸较孝硬度较低第二相粒子时，可以当作位错切过该粒子［４５］。而如果??第二相粒子硬度较高、尺寸较大，此时位错很难切过该粒子，只能在滑移面上发??生弯曲，弯曲程度在位错运动过程中逐渐加剧，这样可以看成位错绕过该粒子。??１．６．２铝合金的强化手段??众所周知，铝合金包含多种强化机制，主要分为两大类和六小类，两大类指??的是合金化强化和加工强化；六小类指的是弥散强化、异相强化、固溶强化、沉??１３??
图２．２压缩试样形状图??实验中为了减少摩擦和摩擦对试验数据采集的影响，需要在试样两端的凹槽??里填充一定的润滑剂，主要目的是减少在实验过程中摩擦对流变应力的影响，以??保证实验数据采集的准确性
【参考文献】：
期刊论文
[1]6061铝合金复合挤压成形微观组织与力学性能的研究[J]. 毛华杰,胡俊杰,刘艳雄,金红,周林. 热加工工艺. 2018(09)
[2]压下量及时效对搅拌摩擦加工6061铝合金组织和力学性能的影响[J]. 李亨,司媛,罗志勇,周士昂,张真,吴玉程. 材料热处理学报. 2018(04)
[3]7A04铝合金扭转热变形行为研究[J]. 陈亚京,杨勇彪,张治民,王强. 塑性工程学报. 2018(01)
[4]时效处理对6061铝合金MIG焊接头组织和性能的影响[J]. 蒋德平,姚宗湘,钟席武. 电焊机. 2018(02)
[5]焊后热处理对6061-T4铝合金焊接接头组织和性能的影响[J]. 赵福城,郭廷凯,田春雨,张均超,温健. 铝加工. 2018(01)
[6]共晶组织对2E12铝合金热变形行为及组织演变的影响[J]. 陈宇强,宋文炜,潘素平,刘文辉,唐昌平. 中南大学学报(自然科学版). 2017(11)
[7]基于热加工图的6061铝合金热压缩变形特性研究[J]. 王晓溪,张翔,王华东,何敏. 特种铸造及有色合金. 2017(09)
[8]轻合金汽车轮毂的生产方法[J]. 杨磊,康泰,聂晓朋. 科技资讯. 2017(26)
[9]中国铝加工工业发展现状及分析[J]. 卢建. 轻合金加工技术. 2017(08)
[10]半固态6061合金热轧板的显微组织与力学性能[J]. 龚文源,姜龙,郑小平,宋进英,田亚强,陈连生. 金属热处理. 2017(07)
博士论文
[1]Mg-Al-Sn系高强变形镁合金热变形行为和析出机制的研究及性能改进[D]. 蒋璐瑶.重庆大学 2017
硕士论文
[1]7A85铝合金热变形行为及航空锻件工艺模拟研究[D]. 杨帅.燕山大学 2017
[2]热等静压Ti-47.5Al-2Cr-2Nb-0.2W-0.2B合金高温变形行为研究[D]. 鲍颖.哈尔滨理工大学 2017
[3]合金元素及热处理工艺对Al-Mg-Si-Cu合金组织与性能的影响[D]. 吴跃.合肥工业大学 2015
本文编号：3368412
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１流变应力应变曲线（ａ）动态回复型；（ｂ）动态再结晶型??１．５．２合金高温变形软化机制??
?第一章绪论???速软化作用；ｉｎ区为动态再结晶稳态阶段，当热变形持续进行时，动态再结晶呈??周期性变化。从图１．３中可以看出：当应变速率较高时，Ｉ区的应力－应变曲线呈??线性关系，应力持续上升，达到某一峰值，而后应力在软化的作用下下降，最终??稳定在某一常数。很显然，在应力峰值之前的阶段，再结晶软化效果要低于加工??硬化效果，在应力峰值之后的阶段，再结晶软化效果要高于加工硬化效果。最后，??硬化被软化完全抵消，二者达到动态平衡，材料进入稳态阶段。对于应变速率较??低的情况，Ｉ区和ｎ区的情况基本与高速率应变的情况类似，不同的是，其稳态??阶段的应力随应变呈周期性衰减趋势，这可以用动态再结晶－变形－动态再结晶来??解释，即动态再结晶和加工变形的交替作用。??Ｉ?／?Ｉ??＇ｌ?（ｉ?＿?＆?较宠?Ｓｔ？??１??ｊ／１：ｎ?ｍ???７ｒ？ｔ?Ｓｔｒ＊ｉＢ??图１．３发生动态再结晶时真应力－应变曲线特征??１．６铝合金强化??１．６．１铝合金的强化机理??铝合金的强化机理主要包括两类，即切过机制和绕过机制。切过机制主要发??生在第二相粒子尺寸较孝硬度较低的情况，其作用机理可以描述为：位错运动??遭遇尺寸较孝硬度较低第二相粒子时，可以当作位错切过该粒子［４５］。而如果??第二相粒子硬度较高、尺寸较大，此时位错很难切过该粒子，只能在滑移面上发??生弯曲，弯曲程度在位错运动过程中逐渐加剧，这样可以看成位错绕过该粒子。??１．６．２铝合金的强化手段??众所周知，铝合金包含多种强化机制，主要分为两大类和六小类，两大类指??的是合金化强化和加工强化；六小类指的是弥散强化、异相强化、固溶强化、沉??１３??
图２．２压缩试样形状图??实验中为了减少摩擦和摩擦对试验数据采集的影响，需要在试样两端的凹槽??里填充一定的润滑剂，主要目的是减少在实验过程中摩擦对流变应力的影响，以??保证实验数据采集的准确性
【参考文献】：
期刊论文
[1]6061铝合金复合挤压成形微观组织与力学性能的研究[J]. 毛华杰,胡俊杰,刘艳雄,金红,周林. 热加工工艺. 2018(09)
[2]压下量及时效对搅拌摩擦加工6061铝合金组织和力学性能的影响[J]. 李亨,司媛,罗志勇,周士昂,张真,吴玉程. 材料热处理学报. 2018(04)
[3]7A04铝合金扭转热变形行为研究[J]. 陈亚京,杨勇彪,张治民,王强. 塑性工程学报. 2018(01)
[4]时效处理对6061铝合金MIG焊接头组织和性能的影响[J]. 蒋德平,姚宗湘,钟席武. 电焊机. 2018(02)
[5]焊后热处理对6061-T4铝合金焊接接头组织和性能的影响[J]. 赵福城,郭廷凯,田春雨,张均超,温健. 铝加工. 2018(01)
[6]共晶组织对2E12铝合金热变形行为及组织演变的影响[J]. 陈宇强,宋文炜,潘素平,刘文辉,唐昌平. 中南大学学报(自然科学版). 2017(11)
[7]基于热加工图的6061铝合金热压缩变形特性研究[J]. 王晓溪,张翔,王华东,何敏. 特种铸造及有色合金. 2017(09)
[8]轻合金汽车轮毂的生产方法[J]. 杨磊,康泰,聂晓朋. 科技资讯. 2017(26)
[9]中国铝加工工业发展现状及分析[J]. 卢建. 轻合金加工技术. 2017(08)
[10]半固态6061合金热轧板的显微组织与力学性能[J]. 龚文源,姜龙,郑小平,宋进英,田亚强,陈连生. 金属热处理. 2017(07)
博士论文
[1]Mg-Al-Sn系高强变形镁合金热变形行为和析出机制的研究及性能改进[D]. 蒋璐瑶.重庆大学 2017
硕士论文
[1]7A85铝合金热变形行为及航空锻件工艺模拟研究[D]. 杨帅.燕山大学 2017
[2]热等静压Ti-47.5Al-2Cr-2Nb-0.2W-0.2B合金高温变形行为研究[D]. 鲍颖.哈尔滨理工大学 2017
[3]合金元素及热处理工艺对Al-Mg-Si-Cu合金组织与性能的影响[D]. 吴跃.合肥工业大学 2015
本文编号：3368412
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