液态模锻6061铝合金轮毂组织及性能
发布时间：2021-10-07 23:01
采用液态模锻成型时,为了研究铝合金轮毂不同部位的微观组织和力学性能,利用金相显微镜和拉伸试验机对液态模锻6061铝合金轮毂不同部位的组织及性能进行了研究.结果表明:外轮缘处晶粒最细小,而轮辐部位的晶粒最粗大;外轮缘的抗拉强度和伸长率最高,可以分别达到371 M Pa和16%,轮辐部位的抗拉强度强度和伸长率最低,分别为346 M Pa和9%.轮辋处的合金晶粒大小不一,且部分晶粒被拉长变形,这是由于该处糊状金属流动产生的冲刷和挤压所致.
【文章来源】：沈阳工业大学学报. 2020,42(05)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
轮毂不同部位的微观组织
??向异性并增加晶间的断裂倾向．由表2中的轮毂不同部位晶粒尺寸可知，6061铝合金轮毂轮辐处晶粒大小相差最大，最大和最小晶粒尺寸差值与平均晶粒尺寸相差14.8%;轮辋处次之，最大和最小晶粒尺寸差值与平均晶粒尺寸相差10.3%;而内、外轮缘处晶粒尺寸大小较均匀，最大和最小晶粒尺寸差值与平均晶粒尺寸相差小于6%．轮毂不同部位的微观组织同时受到合金凝固时的冷却速率和模锻时的压力的影响．为了进一步分析轮毂不同位置的凝固情况，结合液态模锻工艺过程进行分析．6061铝合金轮毂液态模锻过程和产品截面示意图如图6所示．由图6可见，当进行液态模锻时，合金溶液处于糊状区时受到压力作用，强迫糊状合金流动，从而完成轮毂成型．6061铝合金轮毂的外轮缘和内轮缘部位尺寸较小，合金凝固时放出的潜热较少，因此，过冷度较大，合金的晶粒较为细小．然而轮毂轮辐部位较厚，合金在凝固时放出的潜热较多，尽管该部位加设了水冷系统，但是冷却时的散热速度还是相对较慢，导致该处的晶粒较为粗大．6061铝合金轮毂轮辋部位的尺寸相对较小，合金的潜热容易通过金属模具散出，因而合金的晶粒同轮辐相比较为细小，此外，该部位的合金在凝固时，还受到金属液流动时的冲刷和挤压作用，合金凝固时，贴近模具的外层金属首先凝固，形成一个薄壳层，随后糊状金属流动时会对薄壳层的金属进行冲刷并将凝固的枝晶剪断，断裂的枝晶又作为新的形核质点，因而合金晶粒得以细化．同时，由于受到流动的糊状金属挤压作用，轮辋部位的晶粒发生变形，并沿着金属流动方向被拉长．图6轮毂液态模锻过程和产品截面示意图Fig.6Schematicdiagramsofliquiddieforgingprocessandproductsectionofwheelhub3结论对液态模锻6061铝合金轮毂不同部位的组织和性
6061铝合金制成重载卡车铝合金车轮，并获得广泛应用［13］．但是由于液态模锻时铝合金车轮不同部位的冷却速率和成型时所受压力不同，导致液态模锻铝合金车轮不同部位的组织与性能也各不相同．因此，本文研究了液态模锻铝合金轮毂不同部位的组织及性能，以期为车轮的液态模锻模具结构优化和工艺参数优化提供依据．1材料和方法利用液态模锻机制备6061铝合金轮毂，其结构如图1所示．利用线切割方法在轮毂不同部位截取试样进行组织观察和力学性能测试，铝合金轮毂的取样部位示意图如图2所示，拉伸试样尺寸如图3所示(单位:mm)．利用Axiovert40MAT型金相显微镜观察6061铝合金的微观组织，采用WE-30型拉伸试验机测试6061铝合金的抗拉强度和伸长率．液态模锻轮毂用6061铝合金的化学成分如表1所示．图1液态模锻6061铝合金轮毂Fig.1Wheelhubpreparewithliquiddieforged6061aluminumalloy图2轮毂取样部位示意图Fig.2Schematicdiagramofhubsamplingparts图3拉伸试样示意图Fig.3Schematicdiagramoftensilespecimen表16061铝合金的化学成分(w)Tab.1Chemicalcompositionof6061aluminumalloy(w)%SiMgCuMn0.4～0.80.8～1.20.15～0.40.15CrZnTiFe0.04～0.350.250.150.72结果与分析2.1轮毂不同部位的微观组织对利用液态模锻方法制备的6061铝合金轮毂的内轮缘、外轮缘、轮辋和轮辐分别取样并进行微观组织观察，结果如图4所示．由图4可见，轮毂不同部位的微观组织明显不同，晶粒尺寸也存在较大区别．由图4a可见，6061铝合金轮毂外轮缘部位的晶粒尺寸最细小，组织最为均匀且均为等轴晶，晶界上存在少量黑色第二相析出物．由图4b可见，6061铝合金轮毂内轮缘部位的晶粒较细且晶粒尺寸较为均匀，大部分区域为等轴晶，晶界上?
【参考文献】：
期刊论文
[1]固溶处理对液态模锻6061铝合金显微组织的影响[J]. 孙跃军,高艳静,崔泽文,于慧,苗舒奕. 材料热处理学报. 2018(02)
[2]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)
[3]高钛6061铝合金轮毂精锻成形的微观组织模拟[J]. 陈微,官英平,王振华. 塑性工程学报. 2017(01)
[4]钨极惰性气体保护焊和金属惰性气体保护焊AA6082-T6管状接头显微组织与力学特性的对比研究（英文）[J]. E.R.IMAM FAUZI,M.S.CHE JAMIL,Z.SAMAD,P.MUANGJUNBUREE. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(01)
[5]铸锻复合一体化成形6061铝合金的组织和力学性能[J]. 彭勇,王顺成,郑开宏,戚文军,周海涛. 中国有色金属学报. 2014(02)
[6]热处理对挤压态6061铝合金低周疲劳行为的影响[J]. 杨林,郝艳君,马春艳,计海涛,车欣,陈立佳. 沈阳工业大学学报. 2010(05)
[7]超塑变形延伸率与试样标距尺寸及晶粒大小的关系[J]. 蒋兴钢,崔建忠,马龙翔. 科学通报. 1991(01)
博士论文
[1]大尺寸高纯铝及其合金等径角挤压工艺和组织均匀性研究[D]. 董锦芳.上海交通大学 2017
本文编号：3422948
【文章来源】：沈阳工业大学学报. 2020,42(05)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
轮毂不同部位的微观组织
??向异性并增加晶间的断裂倾向．由表2中的轮毂不同部位晶粒尺寸可知，6061铝合金轮毂轮辐处晶粒大小相差最大，最大和最小晶粒尺寸差值与平均晶粒尺寸相差14.8%;轮辋处次之，最大和最小晶粒尺寸差值与平均晶粒尺寸相差10.3%;而内、外轮缘处晶粒尺寸大小较均匀，最大和最小晶粒尺寸差值与平均晶粒尺寸相差小于6%．轮毂不同部位的微观组织同时受到合金凝固时的冷却速率和模锻时的压力的影响．为了进一步分析轮毂不同位置的凝固情况，结合液态模锻工艺过程进行分析．6061铝合金轮毂液态模锻过程和产品截面示意图如图6所示．由图6可见，当进行液态模锻时，合金溶液处于糊状区时受到压力作用，强迫糊状合金流动，从而完成轮毂成型．6061铝合金轮毂的外轮缘和内轮缘部位尺寸较小，合金凝固时放出的潜热较少，因此，过冷度较大，合金的晶粒较为细小．然而轮毂轮辐部位较厚，合金在凝固时放出的潜热较多，尽管该部位加设了水冷系统，但是冷却时的散热速度还是相对较慢，导致该处的晶粒较为粗大．6061铝合金轮毂轮辋部位的尺寸相对较小，合金的潜热容易通过金属模具散出，因而合金的晶粒同轮辐相比较为细小，此外，该部位的合金在凝固时，还受到金属液流动时的冲刷和挤压作用，合金凝固时，贴近模具的外层金属首先凝固，形成一个薄壳层，随后糊状金属流动时会对薄壳层的金属进行冲刷并将凝固的枝晶剪断，断裂的枝晶又作为新的形核质点，因而合金晶粒得以细化．同时，由于受到流动的糊状金属挤压作用，轮辋部位的晶粒发生变形，并沿着金属流动方向被拉长．图6轮毂液态模锻过程和产品截面示意图Fig.6Schematicdiagramsofliquiddieforgingprocessandproductsectionofwheelhub3结论对液态模锻6061铝合金轮毂不同部位的组织和性
6061铝合金制成重载卡车铝合金车轮，并获得广泛应用［13］．但是由于液态模锻时铝合金车轮不同部位的冷却速率和成型时所受压力不同，导致液态模锻铝合金车轮不同部位的组织与性能也各不相同．因此，本文研究了液态模锻铝合金轮毂不同部位的组织及性能，以期为车轮的液态模锻模具结构优化和工艺参数优化提供依据．1材料和方法利用液态模锻机制备6061铝合金轮毂，其结构如图1所示．利用线切割方法在轮毂不同部位截取试样进行组织观察和力学性能测试，铝合金轮毂的取样部位示意图如图2所示，拉伸试样尺寸如图3所示(单位:mm)．利用Axiovert40MAT型金相显微镜观察6061铝合金的微观组织，采用WE-30型拉伸试验机测试6061铝合金的抗拉强度和伸长率．液态模锻轮毂用6061铝合金的化学成分如表1所示．图1液态模锻6061铝合金轮毂Fig.1Wheelhubpreparewithliquiddieforged6061aluminumalloy图2轮毂取样部位示意图Fig.2Schematicdiagramofhubsamplingparts图3拉伸试样示意图Fig.3Schematicdiagramoftensilespecimen表16061铝合金的化学成分(w)Tab.1Chemicalcompositionof6061aluminumalloy(w)%SiMgCuMn0.4～0.80.8～1.20.15～0.40.15CrZnTiFe0.04～0.350.250.150.72结果与分析2.1轮毂不同部位的微观组织对利用液态模锻方法制备的6061铝合金轮毂的内轮缘、外轮缘、轮辋和轮辐分别取样并进行微观组织观察，结果如图4所示．由图4可见，轮毂不同部位的微观组织明显不同，晶粒尺寸也存在较大区别．由图4a可见，6061铝合金轮毂外轮缘部位的晶粒尺寸最细小，组织最为均匀且均为等轴晶，晶界上存在少量黑色第二相析出物．由图4b可见，6061铝合金轮毂内轮缘部位的晶粒较细且晶粒尺寸较为均匀，大部分区域为等轴晶，晶界上?
【参考文献】：
期刊论文
[1]固溶处理对液态模锻6061铝合金显微组织的影响[J]. 孙跃军,高艳静,崔泽文,于慧,苗舒奕. 材料热处理学报. 2018(02)
[2]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)
[3]高钛6061铝合金轮毂精锻成形的微观组织模拟[J]. 陈微,官英平,王振华. 塑性工程学报. 2017(01)
[4]钨极惰性气体保护焊和金属惰性气体保护焊AA6082-T6管状接头显微组织与力学特性的对比研究（英文）[J]. E.R.IMAM FAUZI,M.S.CHE JAMIL,Z.SAMAD,P.MUANGJUNBUREE. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(01)
[5]铸锻复合一体化成形6061铝合金的组织和力学性能[J]. 彭勇,王顺成,郑开宏,戚文军,周海涛. 中国有色金属学报. 2014(02)
[6]热处理对挤压态6061铝合金低周疲劳行为的影响[J]. 杨林,郝艳君,马春艳,计海涛,车欣,陈立佳. 沈阳工业大学学报. 2010(05)
[7]超塑变形延伸率与试样标距尺寸及晶粒大小的关系[J]. 蒋兴钢,崔建忠,马龙翔. 科学通报. 1991(01)
博士论文
[1]大尺寸高纯铝及其合金等径角挤压工艺和组织均匀性研究[D]. 董锦芳.上海交通大学 2017
本文编号：3422948
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