6061铝合金半固态本构方程的研究_唐小玲
《高温和冲击耦合作用下6061铝合金力学性能研究》
《高温和冲击耦合作用下6061铝合金力学性能研究》篇一摘要本研究以6061铝合金为研究对象，深入探讨其在高温和冲击耦合作用下的力学性能。
通过实验和理论分析相结合的方法，研究该合金在高温环境下的动态力学行为和冲击响应特性，以期为相关工程应用提供理论依据和指导。
一、引言6061铝合金作为一种轻质高强度的结构材料，在航空航天、汽车制造等领域具有广泛的应用。
然而，在高温和冲击耦合作用下，其力学性能会受到显著影响。
因此，研究该合金在高温和冲击耦合作用下的力学性能，对于提高其应用性能和安全性具有重要意义。
二、实验材料与方法1. 实验材料实验选用6061铝合金作为研究对象，其化学成分和力学性能符合相关标准。
2. 实验方法（1）高温拉伸实验：在高温环境下对6061铝合金进行拉伸实验，观察其力学性能的变化。
（2）冲击实验：对6061铝合金进行冲击实验，观察其在冲击作用下的响应特性。
（3）金相分析和显微硬度测试：通过金相分析和显微硬度测试，分析合金的微观结构和力学性能。
三、实验结果与分析1. 高温拉伸实验结果在高温环境下，6061铝合金的抗拉强度和延伸率均有所降低。
随着温度的升高，合金的力学性能逐渐恶化，但在一定温度范围内仍保持较好的塑性。
2. 冲击实验结果在冲击作用下，6061铝合金表现出较好的能量吸收能力和变形能力。
冲击后，合金表面产生一定的塑性变形，但未出现明显的断裂现象。
3. 金相分析和显微硬度测试结果金相分析表明，6061铝合金的微观结构在高温和冲击作用下发生了一定程度的变化。
显微硬度测试结果显示，合金的硬度随着温度的升高而降低，但冲击作用对硬度的影响较小。
四、讨论根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 高温环境下，6061铝合金的力学性能会受到一定程度的恶化，但在一定温度范围内仍能保持较好的塑性。
这为该合金在高温环境下的应用提供了一定的依据。
2. 冲击作用下，6061铝合金表现出较好的能量吸收能力和变形能力，具有一定的抗冲击性能。
《高温和冲击耦合作用下6061铝合金力学性能研究》
《高温和冲击耦合作用下6061铝合金力学性能研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金因轻质、高强度和良好的加工性能而得到广泛应用。
在各种复杂的工业环境中，尤其是高温和冲击耦合作用下，其力学性能表现显得尤为重要。
本篇论文将着重探讨高温和冲击耦合作用下6061铝合金的力学性能，以期为相关工程应用提供理论支持。
二、文献综述关于铝合金的研究，国内外学者已经进行了大量的研究工作。
在高温环境下，铝合金的力学性能会受到显著影响，主要表现为材料强度的降低和塑性的增强。
同时，在冲击载荷作用下，铝合金的力学性能也会发生明显的变化。
然而，关于高温和冲击耦合作用下的铝合金力学性能研究尚不充分。
三、研究内容1. 材料准备本研究选取了具有广泛应用领域的6061铝合金作为研究对象。
通过对原材料进行均匀化处理、铸造和热处理等工艺流程，制备出满足实验要求的试样。
2. 实验方法（1）高温实验：将试样置于高温环境中，设定不同的温度梯度（如300℃、400℃、500℃等），观察并记录材料在不同温度下的力学性能变化。
（2）冲击实验：采用落锤式冲击试验机对试样进行冲击实验，设定不同的冲击速度（如5m/s、10m/s等），观察并记录材料在冲击载荷下的力学响应。
（3）耦合实验：将高温和冲击实验相结合，首先对试样进行高温预处理，然后进行冲击实验，观察并记录在高温和冲击耦合作用下的材料力学性能变化。
3. 数据分析通过对实验数据的整理和分析，得出6061铝合金在高温、冲击及高温冲击耦合作用下的应力-应变曲线、强度、塑性、韧性等力学性能指标。
同时，结合材料的微观结构变化，分析其力学性能变化的原因。
四、结果与讨论1. 高温作用下6061铝合金的力学性能实验结果表明，随着温度的升高，6061铝合金的强度逐渐降低，塑性逐渐增强。
这主要是由于在高温下，材料的晶界扩散加剧，晶界滑动和晶内滑移变得容易，导致材料强度降低而塑性增强。
2. 冲击作用下6061铝合金的力学性能在冲击载荷作用下，6061铝合金表现出较好的能量吸收能力和抗冲击性能。
6063铝合金半固态变形本构模型研究
6063铝合金半固态变形本构模型研究
本构模型是用于描述材料力学行为的数学模型。
在研究6063铝合金
半固态变形本构模型时，考虑到其组织结构的复杂性和多相特性，常用的
模型包括晶粒体模型、粒间模型和连续位错模型等。
晶粒体模型是将合金看作由许多晶粒组成的多晶体材料，通过考虑晶
粒间的位错滑移来描述材料的塑性变形行为。
晶粒体模型中常用的本构方
程有Voce模型、Ludwik模型和Hollomon模型等。
这些模型根据应变硬
化和应力纤维滑移等因素来描述6063铝合金的塑性行为。
粒间模型是针对半固态合金材料中不均匀分布的固相和液相两相结构
的特点而提出的。
这种模型通常通过考虑固相与液相之间的相互影响，分
别建立两相之间的本构关系，再将两相的行为相加来描述整体材料的行为。
连续位错模型是考虑到6063铝合金中位错的运动对变形行为的影响
而提出的。
该模型通过考虑位错运动产生的位错密度和位错分布等因素，
建立描述材料力学行为的方程。
在6063铝合金半固态变形的本构模型研究中，需要进行大量的实验
测试和数值模拟分析。
实验测试可以通过拉伸试验、压缩试验和等温压缩
试验等方式获取材料的力学性能数据。
数值模拟分析可以通过有限元方法
等手段，建立材料的数学模型并对其进行模拟计算。
通过对6063铝合金半固态变形本构模型的研究，可以更好地理解材
料的塑性行为，为合金制造工艺的优化和材料的性能改进提供科学依据。
《高温和冲击耦合作用下6061铝合金力学性能研究》范文
《高温和冲击耦合作用下6061铝合金力学性能研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金因其轻质、高强度和良好的加工性能等优点，在航空航天、汽车制造、高速列车等领域得到了广泛应用。
其中，6061铝合金以其优异的综合性能备受关注。
然而，在高温和冲击耦合作用下的力学性能研究，对于评估其在实际应用中的安全性和可靠性具有重要意义。
本文旨在研究高温和冲击耦合作用下6061铝合金的力学性能，为相关领域的应用提供理论依据。
二、文献综述在过去的研究中，关于6061铝合金的力学性能已经取得了一定的研究成果。
然而，关于高温和冲击耦合作用下的研究尚不充分。
高温环境下，材料的力学性能会发生变化，而冲击作用会进一步影响其性能表现。
因此，需要综合分析这两种因素对6061铝合金的影响，以便更好地了解其在实际应用中的性能表现。
三、研究方法本研究采用高温拉伸试验和冲击试验相结合的方法，对6061铝合金的力学性能进行研究。
首先，通过高温拉伸试验，观察材料在不同温度下的力学性能变化；其次，进行冲击试验，分析材料在冲击作用下的力学响应；最后，结合两种试验结果，探讨高温和冲击耦合作用下的材料性能表现。
四、实验结果与分析1. 高温拉伸试验结果通过高温拉伸试验，我们发现6061铝合金的屈服强度和抗拉强度随温度的升高而降低。
在高温下，材料的塑性得到提高，但同时也伴随着一定程度的软化现象。
此外，高温还可能引起材料的热损伤，进一步影响其力学性能。
2. 冲击试验结果冲击试验结果表明，6061铝合金在冲击作用下表现出较好的能量吸收能力和抗冲击性能。
然而，在高温和冲击耦合作用下，材料的抗冲击性能会受到一定程度的削弱。
这可能是由于高温引起的材料软化以及热损伤导致的。
3. 高温和冲击耦合作用下的力学性能结合高温拉伸试验和冲击试验的结果，我们发现高温和冲击耦合作用对6061铝合金的力学性能具有显著影响。
在高温和冲击耦合作用下，材料的屈服强度、抗拉强度和抗冲击性能均有所降低。
6063铝合金半固态变形本构模型研究
（ ） ｃ ９ ０ ３Ｋ
图 １ ６ 不同应变速率下高温单道次压缩变形真应力 －真应变曲线 ０ ６ ３ 铝合金在不同温度 、
０ ６ ３ 铝合金在不同变形条件下的峰 值 应 力 及 相 应 ６ 峰 值 应 力 随 变 形 温 度 的 升 高 而 下 降， 随 应变值见表 ２， 应变速率的提高而增大 ， 表明该合金是一种正应变速率 敏感材料 。
０． １ １ ５
２ ０． １ ６ ８ ０ ５ ２ ８． ２ ７ ７ ０ ６ ４ ２． ４ ２ ６ ０． １ ０． １ ２ ４． ９ ７ ０ ０ ４ ６ １． ２ ０ ０ ０ ６ ０ ５． ０ ６ ８ ０． ２ ０． １ ２ ７． １ ４ ０ ０ ３ ３ ５． ２ ８ ０ ０ ４ ５ ７． ８ ２ ０ ０． ２ ０． １
提高生产 可以进一步提高 ６ ０ ６ ３ 铝 合 金 结 构 件 的 性 能， 效率 ， 扩大其应用范围 。 本课题通过触变压缩热模拟试 研究了 ６ 应变速率和 验， ０ ６ ３ 铝合金的流动应力与温度 、 应变之间的关系 ， 建立能够准确描述该合金材料半固态 成形的本构方程 ， 为该合金的半固态成形工艺优化提供 依据 。
表 １ ６ ０ ６ ３ 合金化学成分表
ｗＢ
Ｍ ｇ Ｓ ｉ Ｃ ｕ Ｍ ｎ Ｆ ｅ Ｚ ｎ Ｔ ｉ Ａ ｌ 余量 ０． ９ ５ ６ ０ ６ ０ ０ ６ ３ ８ ０ ６ ０ ２ ０． ０． ０． ０． ０． ０．
２ 真应力 －真应变曲线
图 １ 为不同温度及应变速率下的触变 压缩真应力－ 真应变曲线 ， 开始阶段 ， 应力随着应变的增加而快速增 应变为 ０． 随后的短时间内 加， １ 左右时 达 到 峰 值 应 力 ， 应力几乎不随应变的 增 加 而 改 变 ， 峰 值 应 力 平 台 过 后， 随着应变的增加 ， 流变 应 力 急 剧 下 降 ， 之后进入稳态阶 变形抗力随应变速率的提高而提 段 。 在相同温 度 下 ， 高， 这是因为在极短的时间内变形由颗粒的滑动转为固 相颗粒间的相互作用 ， 颗粒间的相互作用随着变形速率 的提高而加强 ， 从而产 生 塑 性 变 形 ， 导致流动应力随应 在应变速率相 变的增加而迅速增加 。 从图 １ 可以发现 ， 同的情况下 ， 随着变形温度提高 ， 变形抗力显著降低 ， 这 液相率越 是因为温度的升高使得合金中的液相率增大 ， 高则晶界处液相薄膜就越厚 ， 晶粒形状就越接近球形或 椭球形 ， 使得晶粒的滑移 、 转动易于进行 ， 因而变形抗力
6061铝合金性能研究综述
塑性加工金属学实验综述——6061铝合金性能研究铝，是一种化学元素。
它的化学符号是Al，它的原子序数是13。
铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。
在金属品种中，仅次于钢铁，为第二大类金属。
它具有特殊的化学、物理特性，不仅重量轻，质地坚，而且具有良好的延展性、导电性、导热性、耐热性和耐核辐射性，是国民经济发展的重要基础原材料。
铝的比重为 2.7，密度为 2.72g/cm3，约为一般金属的1/3。
由于铝的塑性很好，具有延展性，便于各种冷、热压力加工，它既可以制成厚度仅为0.006 毫米的铝箔，也可以冷拔成极细的丝。
通过添加其它元素还可以将铝制成合金使它硬化，强度甚至可以超过结构钢，但仍保持着质轻的优点。
航空、建筑、汽车三大重要工业的发展，要求材料特性具有铝及其合金的独特性质，这就大大有利于这种新金属铝的生产和应用。
近一个世纪的历史进程中，铝的产量急剧上升，到了20世纪60年代，铝在全世界有色金属的产量上超过了铜而位居首位，这它的用途涉及到许多领域，大至国防、航天、电力、通讯等，小到锅碗瓢盆等生活用品。
它的化合物用途非常广泛, 不同的含铝化合物在医药、有机合成、石油精炼等方面发挥着重要的作用。
人们根据不同的需要，研制出了许多铝合金，在许多到了铝合金。
根据铝合金的加工工艺特性，纯铝按其纯度分为高纯铝、工业高纯铝和工业纯铝三类。
铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金。
形变铝合金塑性好，适宜于压力加工。
形变铝合金按照其性能特点和用途可分为防锈铝(LF)、硬铝(LY）、超硬铝(LC)和锻铝(LD)四种。
变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。
不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括工业纯铝（1000系列）； Al-Mn合金（3000系列）； Al-Si合金（4000系列）； Al-Mg合金（5000系列）。
《高温和冲击耦合作用下6061铝合金力学性能研究》范文
《高温和冲击耦合作用下6061铝合金力学性能研究》篇一摘要：本研究关注于高温与冲击载荷的耦合作用对6061铝合金的力学性能的影响。
通过实验和理论分析，我们深入探讨了该合金在高温和冲击载荷下的力学行为，为进一步了解其应用性能提供了重要依据。
一、引言6061铝合金因其良好的加工性能、高强度和耐腐蚀性，在航空、汽车、船舶等工业领域得到了广泛应用。
然而，在高温和冲击载荷的耦合作用下，其力学性能可能发生显著变化。
因此，研究该合金在高温和冲击载荷下的力学性能具有重要意义。
二、材料与方法1. 材料选择本实验选用6061铝合金作为研究对象。
该合金具有优良的加工性能和较高的强度，适用于高温和冲击载荷环境。
2. 实验方法（1）高温实验：将6061铝合金置于高温环境中，观察其力学性能的变化。
（2）冲击实验：对6061铝合金进行冲击实验，观察其冲击性能。
（3）耦合实验：将高温和冲击载荷同时作用于6061铝合金，观察其力学性能的变化。
3. 测试方法采用万能材料试验机、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等设备进行实验和测试。
三、结果与分析1. 高温下6061铝合金的力学性能在高温环境下，6061铝合金的屈服强度和抗拉强度均有所降低，但延伸率有所提高。
这表明在高温环境下，该合金的塑性和韧性得到提高，但强度有所降低。
2. 冲击下6061铝合金的力学性能在冲击载荷作用下，6061铝合金表现出较好的吸能能力和抗冲击性能。
其冲击强度和能量吸收能力均较高。
3. 高温与冲击耦合作用下的力学性能在高温和冲击耦合作用下，6061铝合金的力学性能受到显著影响。
其屈服强度和抗拉强度进一步降低，但塑性变形能力得到进一步提高。
这表明在高温和冲击耦合作用下，该合金具有较好的能量吸收能力和抗变形能力。
四、讨论与结论本研究表明，高温和冲击耦合作用对6061铝合金的力学性能具有显著影响。
在高温环境下，该合金的塑性和韧性得到提高，但强度有所降低；在冲击载荷作用下，该合金表现出较好的吸能能力和抗冲击性能；在高温和冲击耦合作用下，该合金具有较好的能量吸收能力和抗变形能力。
6061铝合金触变压缩数值模拟
第１８卷第６期２０１１年１２月塑性工程学报ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＰＬＡＳＴＩＣＩＴＹ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＶｏｌ．１８ Ｎｏ．６Ｄｅｃ． ２０１１ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－２０１２．２０１１．０６．００４６０６１铝合金触变压缩数值模拟＊（华东理工大学机械与动力工程学院，上海 ２００２３７） 唐小玲 尚淑珍 路贵民 王姣姣（沈阳国际工程咨询中心，沈阳 １１００１４） 张万宁摘 要：基于连续多孔介质的材料模型方法，将半固态材料假设为连续可压缩多孔介质骨架，利用ＤＥＦＯＲＭ有限元软件进行单轴压缩模拟，分析触变成形过程中应变速率对６０６１铝合金成形性能的影响，得出初始固相体积分数为０．８２的半固态６０６１铝合金的固相率分布及应变应力场分布。
模拟结果表明，随着变形程度的增大，材料中心区域固相率分布较边缘均匀，随着变形速度的增加，材料的等效应变场分布与固相率分布呈现出相同的变化趋势。
模拟曲线与实验曲线吻合，证明了数值模拟的可行性。
关键词：半固态成形；ＤＥＦＯＲＭ数值模拟；固相率；６０６１铝合金中图分类号：ＴＧ１４６．２＋１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７－２０１２（２０１１）０６－００２６－０５Ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｉｘｏ－ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ Ａｌ ６０６１ＴＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｌｉｎｇ ＳＨＡＮＧ Ｓｈｕ－ｚｈｅｎ ＬＵ Ｇｕｉ－ｍｉｎ ＷＡＮＧ Ｊｉａｏ－Ｊｉａｏ（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２３７ Ｃｈｉｎａ）ＺＨＡＮＧ Ｗａｎ－ｎｉｎｇ（Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１００１４ Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｐｏｒｏｕｓ ｍｅｄｉｕｍ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｔｈｅ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｓｅｍｉ－ｓｏｌｉｄ ｍａｔｅｒｉａｌ ｗａｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｂｙ ａｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｌｅ ｓｋｅｌｅｔｏｎ ｏｆ ｐｏｒｏｕｓ ｍｅｄｉａ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｔｒａｉｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｍｉ－ｓｏｌｉｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ６０６１ｂｙ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌ－ｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｌｉｄ ｖｏｌｕｍｅ ｆｒａｃｔｉｏｎ、ｓｔｒａｉｎ ａｎｄ ｓｔｒｅｓｓ ｆｉｅｌｄ ｗｅｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｉｓ－ｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｌｉｄ ｖｏｌｕｍｅ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅ ｚｏｎｅ ｉｓ ｍｏｒｅ ｕｎｉｆｏｒｍ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ａｔ ｅｄｇｅ ｚｏｎｅ；ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｓｔｒａｉｎｆｉｅｌｄ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｓｉｍｉｌａｒ ｔｒｅｎｄｓ ｗｉｔｈ ｔｈａｔ ｏｆ ｓｏｌｉｄ ｖｏｌｕｍｅ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｄｅｆｏｒｍｉｎｇ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉ－ｍｅｎｔ ａｒｅ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｅｍｉ－ｓｏｌｉｄ ｆｏｒｍｉｎｇ；ＤＥＦＯＲＭ－３Ｄ；ｓｏｌｉｄ ｖｏｌｕｍｅ ｆｒａｃｔｉｏｎ；６０６１Ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ＊国家自然科学基金资助项目（５１１０４０６５）；科技部国际科技合作资助项目（２００８ＤＦＢ５００２０）。
《6061铝合金应力时效组织与性能研究》范文
《6061铝合金应力时效组织与性能研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金因其轻质、高强、耐腐蚀等特性在众多领域得到了广泛应用。
其中，6061铝合金以其优异的综合性能，在航空航天、汽车制造、建筑结构等领域扮演着重要角色。
然而，其在实际应用过程中，由于受到外部应力和环境因素的影响，其组织结构和性能会发生显著变化。
因此，对6061铝合金的应力时效组织与性能进行研究，不仅有助于理解其材料行为，也有助于优化其在实际应用中的性能。
二、6061铝合金的基本特性6061铝合金是一种典型的可热处理强化铝合金，具有优良的塑性、可加工性、耐腐蚀性以及中等强度。
其合金元素主要包括镁（Mg）和硅（Si），通过热处理可以显著提高其力学性能。
三、应力时效对6061铝合金组织的影响应力时效是指金属材料在特定温度下经过一定时间后，其内部应力得到松弛，从而引起材料组织结构变化的现象。
对于6061铝合金而言，应力时效会导致其晶粒内部出现位错、滑移等现象，从而影响其力学性能。
在应力时效过程中，6061铝合金的组织结构发生变化，主要表现在晶粒尺寸的变化和析出相的分布等方面。
研究表明，适当的应力时效可以提高材料的力学性能，如抗拉强度和延伸率等。
但过度的应力时效则可能导致材料的组织稳定性下降，从而影响其使用寿命。
四、应力时效对6061铝合金性能的影响（一）力学性能应力时效对6061铝合金的力学性能具有显著影响。
适当的应力时效可以显著提高材料的抗拉强度和延伸率，但过度的应力时效则可能导致材料出现软化现象。
此外，应力时效还可以影响材料的硬度、冲击韧性等力学性能指标。
（二）耐腐蚀性能应力时效对6061铝合金的耐腐蚀性能也有一定影响。
在一定的应力时效条件下，材料表面的氧化膜得以修复和完善，从而提高其耐腐蚀性。
然而，过度的应力时效可能导致晶间腐蚀和应力腐蚀等问题，降低材料的耐腐蚀性。
五、研究方法与实验结果本研究采用金相显微镜、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等手段对6061铝合金的应力时效组织进行观察和分析。
《高温和冲击耦合作用下6061铝合金力学性能研究》范文
《高温和冲击耦合作用下6061铝合金力学性能研究》篇一一、引言在航空、汽车、轨道交通等工程领域中，6061铝合金因其优良的力学性能和加工性能被广泛应用。
然而，随着工程结构复杂性的增加，其在使用过程中所面临的极端环境条件，如高温和冲击载荷的耦合作用，对材料的力学性能提出了更高的要求。
因此，研究高温和冲击耦合作用下6061铝合金的力学性能具有重要的理论价值和实际应用意义。
二、研究背景与目的关于6061铝合金的力学性能研究已有多篇文献报道，然而针对高温和冲击耦合作用下的研究尚不充分。
本研究的目的是深入探讨这种极端环境条件下，6061铝合金的力学性能变化规律，为实际工程应用提供理论依据。
三、研究方法本研究采用实验与数值模拟相结合的方法，对高温和冲击耦合作用下的6061铝合金进行力学性能研究。
具体包括：1. 实验方法：通过高温拉伸试验和冲击试验，观察并记录材料在极端环境下的力学性能变化。
2. 数值模拟：利用有限元分析软件，对实验过程进行模拟，验证实验结果的准确性。
四、实验结果与分析（一）高温拉伸试验结果在高温环境下，6061铝合金的屈服强度和抗拉强度均有所降低，且随着温度的升高，降低幅度增大。
在高温下，材料的延伸率有所提高，表明其塑性得到提高。
此外，高温还会影响材料的断裂行为，如断裂位置和断裂形式等。
（二）冲击试验结果在冲击载荷作用下，6061铝合金表现出较好的能量吸收能力。
随着冲击速度的增加，材料的动态力学性能发生变化，表现为屈服强度和抗拉强度的变化。
此外，冲击还会导致材料产生微观结构的变化，如位错、孪晶等。
（三）数值模拟结果数值模拟结果与实验结果基本一致，进一步验证了实验结果的准确性。
通过数值模拟，可以更深入地了解材料在高温和冲击耦合作用下的力学行为，为优化材料性能提供理论依据。
五、讨论与结论（一）讨论本研究发现，高温和冲击耦合作用下，6061铝合金的力学性能发生变化。
在高温环境下，材料的强度降低而塑性提高；在冲击载荷作用下，材料表现出较好的能量吸收能力。
《高温和冲击耦合作用下6061铝合金力学性能研究》
《高温和冲击耦合作用下6061铝合金力学性能研究》一、引言随着现代工业的快速发展，材料的高温及冲击性能对于设备的耐久性和安全至关重要。
作为典型的轻质合金材料，6061铝合金以其优异的机械性能和良好的加工性能广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
然而，在高温和冲击耦合作用下的力学性能研究仍显不足。
因此，本论文以6061铝合金为研究对象，探讨了高温和冲击耦合作用下的力学性能。
二、研究现状关于6061铝合金的力学性能研究，国内外学者已经进行了大量的研究。
然而，大多数研究主要集中在单一环境（如高温或低温）下的力学性能，对于高温和冲击耦合作用下的研究相对较少。
因此，本研究旨在填补这一空白。
三、材料与方法（一）材料选择本实验选用6061铝合金作为研究对象，其具有较高的强度和良好的加工性能。
（二）实验方法采用高温拉伸试验、冲击试验以及扫描电镜等手段，研究6061铝合金在高温和冲击耦合作用下的力学性能。
四、实验结果与分析（一）高温拉伸试验通过对6061铝合金进行高温拉伸试验，我们发现随着温度的升高，材料的屈服强度和抗拉强度均有所降低。
在高温下，材料的塑性变形能力增强，但同时也容易发生断裂。
（二）冲击试验在冲击试验中，我们发现在高温环境下，6061铝合金的冲击韧性降低。
此外，随着冲击速度的增加，材料的变形和破坏程度也加剧。
这表明在高温和冲击耦合作用下，材料的抗冲击能力下降。
（三）扫描电镜观察通过扫描电镜观察发现，在高温和冲击耦合作用下，6061铝合金的微观结构发生了明显的变化。
例如，晶界处的微观裂纹增多，晶粒破碎等现象明显。
这些变化是导致材料力学性能下降的重要原因。
五、结论与展望本研究通过实验发现，在高温和冲击耦合作用下，6061铝合金的力学性能显著下降。
具体表现在屈服强度、抗拉强度、冲击韧性等方面均有所降低。
此外，材料的微观结构也发生了明显的变化。
这表明在复杂的环境条件下，材料的耐久性和安全性受到了严重的挑战。
针对这一现象，我们建议在实际应用中采取以下措施：首先，对6061铝合金进行优化设计和制造工艺的改进，以提高其高温和冲击环境下的力学性能；其次，可以采取表面强化等手段来提高材料的抗腐蚀性和耐磨性；最后，在实际应用中需要对设备进行定期的维护和检修，确保设备的稳定运行。
《6061铝合金应力时效组织与性能研究》
《6061铝合金应力时效组织与性能研究》篇一一、引言6061铝合金是一种常见的轻质高强度合金，广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。
由于其优良的机械性能和加工性能，对于其应力时效组织与性能的研究具有重要的理论和实践意义。
本文旨在研究6061铝合金在应力时效过程中的组织演变和性能变化，为实际应用提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料准备实验所使用的材料为6061铝合金，其化学成分和力学性能符合国家标准。
将铝合金制备成标准试样，进行后续的应力时效处理。
2. 实验方法（1）应力时效处理：对试样进行不同时间和温度的应力时效处理，模拟实际使用过程中的环境条件。
（2）组织观察：采用金相显微镜、扫描电子显微镜等手段观察试样的组织结构变化。
（3）性能测试：对试样进行硬度、拉伸等性能测试，分析其力学性能的变化。
三、结果与分析1. 组织演变在应力时效过程中，6061铝合金的组织结构发生了明显的变化。
随着时效时间的延长和温度的升高，合金中的第二相粒子逐渐析出，晶界处出现明显的沉淀相。
这些沉淀相的形态和分布对合金的性能具有重要影响。
2. 性能变化（1）硬度：随着应力时效时间的延长和温度的升高，6061铝合金的硬度逐渐提高。
这是由于合金中的第二相粒子析出，使得合金的硬度增加。
（2）拉伸性能：在一定的时效时间和温度范围内，6061铝合金的拉伸性能得到改善。
但随着时效时间的进一步延长或温度过高，合金的拉伸性能可能会下降。
这主要是由于在高温或长时间的作用下，合金中发生了过度的晶界强化和脆化现象。
四、讨论本研究结果表明，6061铝合金在应力时效过程中，其组织结构和性能发生了明显的变化。
这种变化与第二相粒子的析出、晶界强化等因素密切相关。
在实际应用中，可以通过控制应力时效的时间和温度，优化合金的组织结构和性能。
此外，还需要考虑其他因素对合金性能的影响，如合金的成分、加工工艺等。
五、结论本研究通过对应力时效过程中6061铝合金的组织演变和性能变化进行研究，得出以下结论：（1）在应力时效过程中，6061铝合金的组织结构发生了明显的变化，第二相粒子逐渐析出，晶界处出现明显的沉淀相。
《6061铝合金热变形及时效行为研究》范文
《6061铝合金热变形及时效行为研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金因其优良的物理性能和机械性能，在航空、汽车、电子等领域得到了广泛应用。
其中，6061铝合金因其强度高、耐腐蚀性好等特点，成为研究热点。
本文将重点研究6061铝合金的热变形及时效行为，以期为该合金的进一步应用提供理论支持。
二、材料与方法1. 材料实验所使用的材料为6061铝合金，其主要成分包括铝、镁、硅等元素。
2. 方法（1）热变形实验采用热模拟机对6061铝合金进行热变形实验。
设定不同的变形温度、变形速率和变形程度，观察并记录合金的变形行为。
（2）时效处理将热变形后的试样进行时效处理，观察并记录合金的时效行为。
时效温度和时间对合金的机械性能有很大影响，因此需要进行多组实验以探究其影响规律。
（3）性能测试与表征采用金相显微镜、扫描电镜、硬度计等设备对合金的微观组织、硬度等性能进行测试与表征。
三、结果与分析1. 热变形行为（1）变形温度的影响随着变形温度的升高，6061铝合金的塑性变形能力增强，变形程度增大。
当温度达到一定值时，合金的动态再结晶现象明显，有利于提高合金的力学性能。
（2）变形速率的影响变形速率对合金的热变形行为有显著影响。
当变形速率过大时，合金的塑性变形能力降低，容易出现裂纹等缺陷；而当变形速率过小时，合金的加工效率降低。
因此，需要选择合适的变形速率以获得良好的加工效果。
（3）变形程度的影响随着变形程度的增大，合金的晶粒细化程度提高，有利于提高合金的力学性能。
但当变形程度过大时，容易导致合金内部应力过大，产生裂纹等缺陷。
因此，需要在保证加工效果的同时控制变形程度。
2. 时效行为及性能变化（1）时效温度的影响随着时效温度的提高，6061铝合金的硬度逐渐增大。
当温度达到一定值时，合金的硬度达到峰值，此后继续提高时效温度，硬度略有下降。
这是因为时效过程中合金内部发生了析出强化等反应。
（2）时效时间的影响时效时间对合金的性能有很大影响。
《6061铝合金应力时效组织与性能研究》范文
《6061铝合金应力时效组织与性能研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金因其轻质、高强、耐腐蚀等特性在众多领域得到了广泛应用。
其中，6061铝合金因其良好的加工性能和优异的力学性能，在航空、汽车、建筑等领域具有重要地位。
然而，关于6061铝合金在应力时效过程中的组织演变及其对性能的影响，仍需进一步深入研究。
本文以6061铝合金为研究对象，对其应力时效组织与性能进行详细研究，旨在为实际生产与应用提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料准备选用市售的6061铝合金为研究对象，经过适当的加工与处理，制备成所需尺寸的试样。
2. 实验方法（1）组织观察：采用金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对试样进行组织观察。
（2）性能测试：进行硬度测试、拉伸试验、疲劳试验等，以评估材料的力学性能。
（3）应力时效处理：对试样进行不同时间、不同温度的应力时效处理，观察组织变化及性能变化。
三、结果与分析1. 组织观察结果（1）金相组织观察：经过应力时效处理后，6061铝合金的晶粒尺寸发生变化，晶界清晰可见，析出相数量增多。
（2）SEM观察：观察到析出相的形态、大小及分布情况，析出相主要为Al3Mg2和Al6Mn等。
（3）TEM观察：观察到析出相的精细结构及其与基体的关系，以及位错、亚结构等缺陷的变化情况。
2. 性能测试结果（1）硬度测试：随着应力时效时间的延长和温度的升高，6061铝合金的硬度先升高后降低，存在一个最佳时效时间与温度。
（2）拉伸试验：应力时效处理后，6061铝合金的抗拉强度和屈服强度均有所提高，延伸率略有降低。
（3）疲劳试验：应力时效处理有助于提高6061铝合金的疲劳性能，降低疲劳裂纹扩展速率。
3. 分析与讨论（1）应力时效过程中，6061铝合金的析出相对基体起到了强化作用，提高了材料的力学性能。
（2）最佳时效时间与温度的选择对于充分发挥6061铝合金的性能至关重要。
在合适的时效条件下，析出相的数量和分布达到最佳状态，从而获得优异的力学性能。
铝合金6061调研报告
铝合金选材技术报告一．1-8系列铝合金用途介绍:1×××系列铝板材1×××系列铝板材：代表 1050、1060、1100。
在所有系列中1×××系列属于含铝量最多的一个系列。
纯度可以达到99.00%以上。
由于不含有其他技术元素，所以生产过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中最常用的一个系列。
目前市场上流通的大部分为1050以及1060系列。
1000系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最低含铝量，比如1050系列最后两位阿拉伯数字为50，根据国际牌号命名原则，含铝量必须达到99.5%以上方为合格产品。
我国的铝合金技术标准(GB/T3880-2006)中也明确规定1050含铝量达到99.5%.同样的道理1060系列铝板的含铝量必须达到99.6%以上。
2×××系列铝板材2×××系列铝板材：代表2A16（LY16）、2A06（LY6）。
2×××系列铝板的特点是硬度较高，其中以铜原属含量最高，大概在3-5%左右。
2×××系列铝板属于航空铝材，目前在常规工业中不常应用。
我国目前生产2×××系列铝板的厂家较少。
质量还无法与国外相比。
目前进口的铝板主要是由韩国和德国生产企业提供。
随着我国航空航天事业的发展，2×××系列的铝板生产技术将进一步提高。
3×××系列铝板材3×××系列铝板材：代表3003、 3004、 3A21为主。
又可以称为防锈铝板。
我国3×××系列铝板生产工艺较为优秀。
3×××系列铝板是由锰元素为主要成分，含量在 1.0-1.5%之间。
《6061铝合金应力时效组织与性能研究》范文
《6061铝合金应力时效组织与性能研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金因其轻质、高强、耐腐蚀等特性在航空、汽车、机械制造等领域得到了广泛应用。
6061铝合金作为典型的可热处理强化合金，其应力时效组织与性能的研究对于提高材料的综合性能具有重要的理论和实践意义。
本文将围绕6061铝合金的应力时效组织及其对性能的影响进行详细研究。
二、6061铝合金的基本性质与应用6061铝合金是一种常见的铝镁硅合金，具有良好的塑性、可加工性和耐腐蚀性。
它广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
该合金通过热处理可获得良好的机械性能和物理性能，因此对其应力时效组织与性能的研究具有重要意义。
三、应力时效组织研究1. 实验材料与方法本实验采用6061铝合金为研究对象，通过拉伸、金相显微镜观察、扫描电镜分析等方法，研究其应力时效过程中的组织变化。
2. 实验过程与结果在应力时效过程中，6061铝合金的组织发生了明显的变化。
随着时效时间的延长，合金中的析出相逐渐增多，晶界处出现明显的沉淀相。
这些析出相和沉淀相的形态、大小和分布对合金的性能产生重要影响。
四、应力时效对性能的影响1. 对力学性能的影响应力时效过程中，6061铝合金的力学性能得到显著提高。
随着时效时间的延长，合金的屈服强度、抗拉强度和延伸率均有所提高。
这主要是由于析出相和沉淀相的增多，使得合金的晶界得到强化，提高了合金的力学性能。
2. 对耐腐蚀性能的影响应力时效过程中，6061铝合金的耐腐蚀性能也得到提高。
这主要归因于析出相和沉淀相的形成，使得合金表面的氧化膜更加致密，提高了合金的耐腐蚀性。
五、结论通过对6061铝合金应力时效组织与性能的研究，我们发现应力时效过程中合金的组织发生了明显变化，析出相和沉淀相的增多使得合金的力学性能和耐腐蚀性能得到提高。
这为进一步提高6061铝合金的综合性能提供了理论依据和实践指导。
在实际应用中，可以通过调整热处理工艺和时效参数，优化合金的应力时效组织，从而提高其综合性能。
6061铝合金半固态本构方程的研究_唐小玲
6061铝合金半固态本构方程的研究_唐小玲铝合金半固态成形技术已经成为许多铝合金制造业的重要组成部分。
在半固态成形过程中，铝合金的半固态本构方程对于模拟和预测材料行为至关重要。
本文将研究6061铝合金的半固态本构方程，旨在改善材料性能和加工效率。
在研究6061铝合金半固态本构方程之前，首先需要了解该合金的力学性能和变形行为。
6061铝合金具有较高的流变应力曲线，即塑性应变增加为一定速率。
与其他材料相比，6061铝合金的变形行为受温度和应变速率的影响较小。
在半固态成形过程中，6061铝合金的变形机制主要包括固溶处理和相分解。
半固态本构方程的研究需要借助实验测试和数值模拟方法。
实验测试可以通过拉伸试验、压缩试验和扭转试验等方法获得材料的力学性能数据。
同时，利用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等设备可以观察材料的微观结构和相变行为。
数值模拟方法可以使用有限元方法和统计学方法等进行。
有限元方法可以建立材料的物理模型，并对其进行力学行为分析。
统计学方法可以通过拟合实验数据来得到合适的半固态本构方程。
研究人员可以根据所得到的力学性能数据和变形行为，选择适当的数学模型，并基于实验数据进行参数拟合。
通过研究6061铝合金的半固态本构方程，可以为半固态成形过程的预测和优化提供理论依据。
在工程实践中，该本构方程可以用于模拟和预测不同加工条件下铝合金的变形行为，从而优化成形过程，并提高材料的力学性能。
总之，研究6061铝合金的半固态本构方程对于改善铝合金的力学性能和加工效率非常重要。
通过实验测试和数值模拟方法的结合，可以获得可靠的半固态本构方程，为半固态成形技术的发展提供有力支持。
《6061铝合金应力时效组织与性能研究》
《6061铝合金应力时效组织与性能研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金因其轻质、高强、耐腐蚀等特性在航空、汽车、机械制造等领域得到了广泛应用。
6061铝合金作为典型的可热处理强化合金，其应力时效组织与性能的研究对于提高材料的综合性能具有重要意义。
本文以6061铝合金为研究对象，通过对其应力时效组织与性能的深入研究，旨在揭示其组织结构与性能之间的关系，为实际生产与应用提供理论依据。
二、材料与方法2.1 材料制备实验所采用的6061铝合金材料为市售标准合金，经过适当的铸造、热处理和加工过程得到实验所需的各种样品。
2.2 实验方法（1）组织观察：采用金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对6061铝合金的应力时效组织进行观察和分析。
（2）力学性能测试：对不同条件下处理得到的样品进行拉伸、压缩、硬度等力学性能测试。
（3）电导率测试：采用电导率测试仪对材料的导电性能进行测试。
三、结果与分析3.1 应力时效组织观察通过金相显微镜、SEM和TEM观察发现，6061铝合金在应力时效过程中，晶界处出现大量析出相，且析出相的种类和数量随应力时效时间的延长而发生变化。
同时，晶内也出现明显的位错和亚结构变化。
3.2 力学性能分析实验结果表明，随着应力时效时间的延长，6061铝合金的强度和硬度逐渐提高，而延伸率则有所降低。
这主要是由于应力时效过程中析出相的增多和晶内位错密度的增加所导致的。
此外，材料的抗拉强度和屈服强度也表现出明显的时效硬化现象。
3.3 电导率变化在应力时效过程中，6061铝合金的电导率呈现出先升高后降低的趋势。
这主要是由于在时效初期，晶界处析出相的增多有助于提高电子的传导能力；而随着时效时间的延长，析出相的长大和粗化导致电导率降低。
四、讨论通过对6061铝合金应力时效组织与性能的研究，我们发现其组织结构与性能之间存在着密切的关系。
在应力时效过程中，析出相的种类、数量和分布对材料的力学性能和电导率具有重要影响。
《冷轧AA6061铝合金的织构、微米压痕与腐蚀性能研究》范文
《冷轧AA6061铝合金的织构、微米压痕与腐蚀性能研究》篇一一、引言铝合金因其轻质、高强度、良好的加工性能和耐腐蚀性等优点，在航空、汽车、电子等领域得到了广泛应用。
AA6061铝合金作为其中的一种典型代表，具有优异的可塑性和可加工性，广泛应用于各种结构件和零部件的制造。
然而，其性能的稳定性和可靠性受到多种因素的影响，包括材料的织构、微观结构以及环境条件等。
因此，对冷轧AA6061铝合金的织构、微米压痕与腐蚀性能进行研究具有重要的学术价值和应用意义。
二、材料与方法1. 材料本研究选用冷轧AA6061铝合金作为研究对象。
该合金具有良好的可塑性和可加工性，广泛应用于各种结构件和零部件的制造。
2. 方法（1）织构研究：采用X射线衍射技术对冷轧AA6061铝合金的织构进行测量和分析。
（2）微米压痕测试：利用微米压痕仪对材料进行压痕测试，获取压痕形状、尺寸等参数。
（3）腐蚀性能测试：通过浸泡实验、电化学测试等方法，评估材料的耐腐蚀性能。
三、结果与讨论1. 织构研究通过X射线衍射技术对冷轧AA6061铝合金的织构进行测量和分析，发现该材料具有明显的织构特征。
在（001）和（111）等晶面上存在明显的择优取向，这可能与材料的冷轧过程和退火处理有关。
织构的存在对材料的力学性能和物理性能具有重要影响，因此需要进一步研究其影响机制。
2. 微米压痕测试微米压痕测试结果表明，冷轧AA6061铝合金具有较高的硬度和弹性模量。
此外，材料的压痕形状和尺寸也受到织构的影响。
在具有较强织构的区域，压痕形状和尺寸与无织构区域存在明显差异。
这可能与材料的晶体结构和力学性能有关，需要进一步深入研究。
3. 腐蚀性能测试通过浸泡实验和电化学测试等方法，评估了冷轧AA6061铝合金的耐腐蚀性能。
结果表明，该材料在一定的环境下具有良好的耐腐蚀性能。
然而，在不同环境下，其耐腐蚀性能存在差异。
这可能与材料的组织结构、环境条件等因素有关。
此外，材料的表面处理也会对其耐腐蚀性能产生影响，因此需要进行更深入的研究。
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1 1 试验材料 试验采用近液相线半连续铸造方法制备的 6061
铝合金半固态坯料, 其化学成分如表 1 所示。采用 线切割机从棒材的中径处割取尺寸为 d8m m 15mm 的圆柱体试样。
表 1 6061 铝合金化学成分 wt% T ab 1 Chemical co mpo sition of 6061 alum inum allo ys in wt%
ZH AO Fu quan DIN G Y ong ( Zhejiang Geely A uto mobile Resear ch Institute CO. L T D. , L inhai 317000 China)
Abstract: Effects of defo rmation temperatur e and strain rate on defor matio n behav ior o f semi so lid 6061 alloy w ere investig ated on Gleeble 3800 therma l mechanical simulator . T he temper ature r ang e was 585 ~ 605 and t he strain rate r ang e w as 0 01/ s~ 10/ s. T he r esults show that flo w str ess decrease w it h the increase o f defo rmatio n temper ature and decrease of str ain r at e. Based on the ex perimental data of semi so lid 6061, the constitutive equat ion w as established t o describe the r elationship bet ween t he pr ocessing parameters and flow stress with t he help of regr ession analysis. R eg r essio n results show that the mo del had high r e g ressio n precision. T he suitable temperatur e range of this model for 6061 aluminum allo y is 585 ~ 605 , and the strain rate is 0 01/ s~ 10/ s. Key words: semi solid; 6061 alum inum allo y; thix o compressio n; constitutiv e model
进行成形, 这一新的加工方法综合了凝固加工和塑 性加工的优点, 即加工温度比液态低, 变形抗力比 固态小, 可一次大变形量加工成形复杂且精度和性 能要求较高的零件[ 1] 。半固态合金的显著特性就是 其流变 性和 触变 性。当 固相体 积分 数很 低, 小 于 0 2 时, 半固态浆料可作为牛顿黏性流体处理; 当 固相体积分数体积增大到 0 2~ 0 6 时, 半固态金属 浆料的性质可用固相微粒相对运动的流体动力学行 为, 以及固相微粒的附聚行为来解释; 当固相体积 分数超过 0 6 时, 半固态浆料可以被认为是浸透着 液体的多孔固体, 可以进行半固态挤压、半固态轧 制等成形[ 2 4] 。
第 18 卷 第 1 期 2011 年 2 月
塑性工程学报
JOURNAL OF PL AST ICIT Y ENGINEERING
do i: 10 3969/ j issn 1007 2012 2011 01 023
Vol 18 No 1 F eb 2011
6061 铝合金半固态本构方程的研究*
( 华东理工大学 机械与动力工程学院, 上海 200237) 唐小玲 尚淑珍 路贵民 ( 浙江吉利汽车研究院 ( 有限公司) , 临海 317000) 赵福全 丁 勇
中图分类号: T G146 2 + 1
文献标识码: A 文章编号: 1007 2012 ( 2011) 01 0110 04
Research on the constitutive equation of 6061 aluminum alloys in the hot compressive deformation
半固态 金属触变 成形 ( T hixo f orming of Semi
第1期
唐小玲 等: 6061 铝合金半固态本构方程的研究
11 1
solid M etals, 简称 T SSM) 是一种新型的金属加工技 术, 其实质是对高固相率的半固态金属进行塑性成 形。目前, 对半固态金属触变成形本构方程的研究 仍处于探索阶段, 其本构关系是指半固态材料在触 变性成形过程中强度随温度、固相率、应变及应变 速率等因素的变化而发生相应变化的关系。其体现 了材料在热塑性加工过程中对热力参数的动态响应, 也是用有限元法对材料的塑性变形过程进行数值模 拟的重要前提[ 5] 。由于对半固态金属的本质、流变 行为及触变行为还尚未建立普遍认可的模型和理论, 尤其是对固相率大于 0 5~ 0 6 的非牛顿流体的触变 规律及触变成形的本构方程的研究不多, 相应的模 拟软件开发则更少, 导致模拟结果和实际金属的半 固态成形行为不相符合, 因而有必要系统地开展关 于半固态金属触变成形本构关系的研究, 进而为半 固态金属触变 成形技 术的 开发和 应用提 供理论 基 础[ 6] 。
ln a1
n
63 5239 - 0 78281
m 0 2389
b 0 07284
相关系数 0 95212
图 2 6061 铝合金在不同温度下单道次 压缩变形真实应力 真实应变曲线 a) 585 ; b ) 595 ; c) 605
6061 合金属于 Al Mg Si 系, 是一种典型 的变 形铝合金, 具有良好的综合性能, 被广泛地应用于 现代建筑、交通运输、兵器、装饰和汽车制造业等 领域[ 7] 。本文 通过 触变 压 缩热 模 拟试 验, 研究 了 6061 铝合金的流动应力与应变速率、应变和温度之 间的 关系。 根据试 验数 据, 建 立了 能够 准确描 述 6061 铝合金材料半固态成形的本构方程, 为该合金 的半固态成形工艺提供理论依据。
用差热分 析法( DSC) 测得 6061 铝合金的 固相 线、液相线温度分别为 582 , 652 。为研究半固 态铝合金的触变 特性, 取变形温 度 585 、595 、 605 , 取应变速率 0 01/ s、0 1/ s、1/ s、10/ s, 试 样的总变形程度为 0 8 左右。具体的触变压缩试验 步骤如图 1 所示, 试样的升温速度为5 / s, 接近变 形温度时升温速度减慢为 1 / s, 达到变形 温度后 保温 10s, 然后在指定的半固态高固相率温 度区和 恒速率下进行单道次压缩, 试验完成后立即水淬。
图 1 Байду номын сангаас 验加热步骤 F ig 1 Ex per imental heating pr ocedure
2 试验结果
2 1 真应力 真应变曲线 不同温度及应变速率下的触变压缩真应力 真应
变曲线如图 2 所示。压缩变形开始阶段, 应力随着 应变的增加而快速增加, 应变为 0 1 左右时达峰值 应力, 随后短时间内应力几乎不随应变的增加而改 变; 峰值应力平台过后, 随着应变的增加, 流变应 力急剧下降, 此时变形机制主要为初始晶粒的旋转、 滑动, 而晶粒变形很小, 因而半固态试样变形抗力 大大降低; 随后到达稳态变形阶段, 触变压缩曲线 趋于平坦, 流变应力随着应变的增加基本保持不变。 在应变速率相同的情况下, 随着变形温度的提高变 形抗力显著降低, 这是因为温度的升高使得合金中 的液相体积分数增大, 液相率越高晶界处液相薄膜 就越厚, 晶粒形状就接近球形或椭球形, 使得晶粒 的滑移、转动易于进行, 变形抗力显著降低[ 8] 。在 相同温度下, 变形 抗力随应变速率 的提高而提高, 这是由于在极短的时间内, 变形由颗粒的滑动转为 固相颗粒间的相互作用, 颗粒间的相互作用随着变 形速率的提高而加强, 从而产生塑性变形导致流动 应力随应变的增加而迅速增加, 显然流变应力对应 变速率比较敏感。
摘 要: 采用 Gleeble3800 热模拟试验 机, 对采 用近液相线半连续铸造方法制备的 6061 铝合金半固态坯料进行热模
拟压缩试验, 研究变形温度为 585 ~ 605 、应变速率为 0 01/ s~ 10/ s 时, 变 形温度和 应变速率对 变形行 为的影
响。结果表明, 半固态铝合金的流动应力随变形温度的升高而降低, 随应变速率的增大而增大。以半固态触变压缩
试验结果为基础, 建立了反映半固态 6061 铝合金变形行 为的本构 方程, 并进行回 归分析。结果 表明, 该模 型具有
良好的精度, 试验确定的 6061 铝合金本构关系的适用温度范围为 585 ~ 605 , 应变速率 范围为 0 01/ s~ 10/ s。
关键词: 半固态; 6061 铝合金; 触变压缩; 本构方程
n 应变硬化指数
b 温度系数 对式( 4) 两边取对数得:
ln = ln a1 + nln + mln - bT
( 5)
将上述非线性方程转化为线性方程进行多元回
归[ 11] , 并采用 origin 软件进行多元线性回归, 确定
6061 铝合金材料稳态时本构关系式的各个参数, 结 果如表 2 所示。由此, 6061 铝合金的触变压缩变形
引言
半固态金属加工技术是利用金属从固态向液态 转变, 或是从液态向固态转变过程中所具有的特性
* 国家自然科学基 金资助 项目 ( 50874049) ; 科 技部 国际 科技合作资助项目 ( 2008DFB50020) 。 唐小玲 E mail: ling zhicaot@ 163 co m 作者简介 : 唐小 玲, 女, 1985 年 生, 山东 潍 坊人, 华东 理工大学, 硕士研究生, 研究方向为半固态铝合金的成形 技术 收稿日期: 2010 09 30