6063铝合金热变形行为的研究
《2024年度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6061铝合金因其优良的机械性能、耐腐蚀性以及良好的加工性能，被广泛应用于航空、汽车、电子等领域。
然而，其热变形及时效行为的研究对于优化其性能、提高其应用范围具有重要意义。
本文旨在研究6061铝合金在热变形过程中的行为及其时效行为，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. 材料实验材料选用6061铝合金，其化学成分和物理性能均符合国家标准。
2. 方法（1）热变形实验通过热模拟试验机，对6061铝合金进行热变形实验。
设定不同的变形温度、变形速率和形变量，观察并记录合金的变形行为。
（2）时效处理将热变形后的合金样品进行时效处理，分别在不同温度和时间下进行时效处理，观察并记录合金的时效行为。
（3）微观结构分析采用金相显微镜、扫描电子显微镜等手段，对合金的微观结构进行观察和分析。
三、结果与讨论1. 热变形行为（1）变形温度对6061铝合金的影响随着变形温度的升高，6061铝合金的变形能力逐渐增强。
在较高温度下，合金的晶界更加清晰，晶粒更加均匀，说明高温下合金的塑性变形能力更强。
（2）变形速率对6061铝合金的影响随着变形速率的增加，6061铝合金的变形抗力增大，但变形速度也相应提高。
在一定的变形速率范围内，合金的变形行为较为稳定。
当变形速率过大时，合金的变形行为将出现不稳定现象。
（3）形变量对6061铝合金的影响形变量对6061铝合金的力学性能和微观结构具有显著影响。
随着形变量的增加，合金的力学性能得到提高，但同时也会导致微观结构的改变。
因此，在热变形过程中需要合理控制形变量。
2. 时效行为（1）时效温度对6061铝合金的影响时效温度对6061铝合金的性能具有重要影响。
随着时效温度的提高，合金的硬度逐渐增加，但过高的时效温度会导致合金的晶粒长大，降低其性能。
因此，需要选择合适的时效温度。
（2）时效时间对6061铝合金的影响时效时间对6061铝合金的性能也有显著影响。
稀土6063铝合金热变形性能研究
将称好 的 ６６ ０ ３铝合 金 和 铝稀 土 中间合 金 、 铝锶 中间 合 金放人坩 埚 内 ， 开启 工 频真 空 熔炼 炉 电 源 ， 温至 升 １０ 左右 ， 温 ２ ｉ ， ５ 保 ０ ｒ ｎ 除去 原 料 上 附着 的水 气及 ａ 油污 ， 继续升 温至 ４ ０℃左右 ， 温 ２ ｉ， ５ 保 ０ ｍ ｎ 使原 料温
关 键词 ： 土 ６ ６ 稀 ０ ３铝合金 ； 高温拉 伸 试验 ； 高温压 缩试验
中图分 类号 ：Ｇ ０ Ｔ ３６
文献 标识 码 ： Ａ
文章 编 号 ：０ ８ １９ （ ０ １ ０ —０ ３０ １０ ．６ ０ ２ １ ） ２０ ２ —４
Ｈｏ ｏ ｋａ ｉｉｙ ｏ ｔ Ｗ ｒ ｂ ｌｔ ｆ ＲＥ— ｏ ｔ ｉ ｎｇ ６ ６ ｕｍ ｉ ｕｍ ｌ ｙ ｃ ｎ ａ ｎｉ ０ ３ Ａｌ ｎ Ａｌｏ
度均匀 ， 升温至 ６ ０～ ２ ， 再 ８ ７０ 待铝 合金 及 中问合金 熔 化后 ， 保温 ２ ｎ 浇人金 属型模具 ， ０ｍｉ， 冷却 后取 出。
１ 试 验 设 备 、 料 及 过 程 材
１ ３ 试 验 过 程 ．
用 Ｓ ｔ ｆ ｕ Ｓ２４ ａ ｏ ｏ ｓ ． Ｓ型 电子天平 分别称量 材料 ， ｒｉ Ｂ ２
向６６ ０ ３铝 合金 中添 加 适 量 的稀 土 可 以改 善 其 加工 性 ， 提高再 结 晶 温度 ， 免 组 织 粗化 ， 高挤 压 避 提 加工 性能 。本 文初 步研 究 了稀 土 ６ ６ ０ ３铝 合 金 ¨叫 的 高温压 缩和 高温 拉伸 性 能 ， 以期为 稀土 ６ ６ ０ ３铝 合金 的热 加工 性能 提供 参考 。
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《2024年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6061铝合金作为一种常见的轻质合金材料，因其良好的可塑性、可加工性以及优良的耐腐蚀性，被广泛应用于航空、汽车、电子等领域。
然而，其性能的发挥往往受到热变形及时效行为的影响。
因此，对6061铝合金热变形及时效行为的研究具有重要意义。
本文将对6061铝合金在热变形及时效过程中的行为、影响因素和机制进行研究分析。
二、材料与实验方法本部分主要介绍实验所需的6061铝合金材料、实验设备及实验方法。
首先，选择合适的6061铝合金材料，并对其成分进行检测。
其次，采用热模拟机进行热变形实验，通过控制温度、速度等参数，观察其热变形行为。
最后，对热处理后的样品进行时效处理，观察并分析其性能变化。
三、热变形行为研究本部分将重点研究6061铝合金在热变形过程中的行为及影响因素。
首先，通过对热变形过程中材料的显微组织观察，了解其晶体结构、晶粒尺寸及取向的变化。
其次，分析温度、速度等参数对热变形行为的影响，探讨其影响机制。
此外，还将研究合金元素对热变形行为的影响，以及合金元素与晶体结构、晶粒尺寸之间的相互作用关系。
四、时效行为研究本部分将研究6061铝合金在时效过程中的性能变化及影响因素。
首先，对时效处理后的样品进行力学性能测试，如硬度、拉伸强度等，了解其性能变化情况。
其次，通过显微组织观察，分析时效过程中材料的显微组织变化，如晶界清晰度、第二相颗粒的分布及尺寸等。
最后，研究时效参数（如温度、时间等）对性能变化的影响及影响机制。
五、结果与讨论本部分将详细分析实验结果，探讨6061铝合金的热变形及时效行为及其影响因素。
首先，根据实验数据绘制热变形曲线、显微组织变化图等图表，直观地展示实验结果。
其次，结合理论分析，探讨热变形过程中晶体结构、晶粒尺寸及取向的变化机制；分析时效过程中力学性能及显微组织变化的原因及影响因素。
最后，总结出影响6061铝合金性能的关键因素及优化措施。
六、结论本部分将总结全文的研究成果及主要结论。
6063铝合金板材锯齿形屈服行为的研究(续)
6063铝合金板材锯齿形屈服行为的研究(续)孙萍;刘程;王辉;王克廷【摘要】再加载时间体现为应力上升的过程.位错群在障碍处被钉扎、等待再次被激活的时间则被定义为等待时间tw.在等待过程中由于动态应变时效,要克服额外的钉扎所需的应力增加.等待时间越长,再加载时间也越长[9].从宏观角度看,随着变形速度的增大,应力应变曲线锯齿阶段的周期就越小,相应的再加载时间也就越小,且再加载时间的数目也随之减少.从微观角度看,由于变形速度的增大即加载应变速率大,则作用在可动位错上的外加有效应力就大,从而可动位错的平均运动速率就快,可动位错在障碍前的等待时间就短,即再加载时间短.【期刊名称】《有色金属加工》【年(卷),期】2011(040)006【总页数】3页(P27-29)【作者】孙萍;刘程;王辉;王克廷【作者单位】合肥工业大学材料科学与工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学材料科学与工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学材料科学与工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学材料科学与工程学院,安徽合肥230009【正文语种】中文图4 不同变形速度下再加载时间的概率统计Fig.4 reloading time probability statistics of different deformation speed(a) V=1mm/min (b) V=2 mm/min(c) V=3 mm/min (d) V=5 mm/min再加载时间体现为应力上升的过程。
位错群在障碍处被钉扎、等待再次被激活的时间则被定义为等待时间tw。
在等待过程中由于动态应变时效，要克服额外的钉扎所需的应力增加。
等待时间越长，再加载时间也越长[9]。
从宏观角度看，随着变形速度的增大，应力应变曲线锯齿阶段的周期就越小，相应的再加载时间也就越小，且再加载时间的数目也随之减少。
从微观角度看，由于变形速度的增大即加载应变速率大，则作用在可动位错上的外加有效应力就大，从而可动位错的平均运动速率就快，可动位错在障碍前的等待时间就短，即再加载时间短。
《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，在航空航天、汽车制造、建筑等领域得到了广泛应用。
其中，6061铝合金以其高强度、良好的耐腐蚀性以及优良的加工性能，成为了众多领域中不可或缺的材料。
本文旨在研究6061铝合金的热变形行为及其时效行为，为优化其加工工艺和提高材料性能提供理论依据。
二、实验材料与方法1. 实验材料本实验采用6061铝合金作为研究对象，该合金由铝、镁、硅等元素组成。
2. 热变形行为研究方法采用热模拟试验机对6061铝合金进行热压缩试验，研究其在不同温度、不同应变速率下的流变行为。
通过观察其显微组织变化，分析热变形过程中的微观机制。
3. 时效行为研究方法通过人工时效处理，研究6061铝合金在不同时效温度和时效时间下的力学性能变化。
采用金相显微镜、扫描电镜等手段观察其显微组织的变化。
三、热变形行为分析1. 热压缩试验结果在热压缩试验中，我们发现6061铝合金的流变行为受到温度和应变速率的影响。
在较低的温度和较高的应变速率下，合金的流变应力较大；而在较高的温度和较低的应变速率下，流变应力较小。
这说明在热变形过程中，合金的流动性能受到温度和应变速率的共同影响。
2. 显微组织变化通过观察热变形后的显微组织，我们发现6061铝合金在热变形过程中发生了动态再结晶。
随着温度的升高和应变速率的降低，动态再结晶程度增加，合金的显微组织得到优化。
四、时效行为分析1. 力学性能变化通过人工时效处理，我们发现6061铝合金的力学性能得到了显著提高。
随着时效温度的升高和时效时间的延长，合金的强度和硬度逐渐增加，而塑性则有所降低。
这说明在时效过程中，合金内部发生了析出强化等过程。
2. 显微组织变化通过金相显微镜和扫描电镜观察，我们发现时效过程中合金的显微组织发生了明显变化。
析出相的形状、大小和分布对合金的性能有着重要影响。
随着时效时间的延长，析出相逐渐增多，合金的显微组织得到进一步优化。
6063铝合金焊接变形火焰校正分析
溶 处理 和时效 处理 后 ， 有 中等 的 强度 和 较 高 的 塑 具 性， 淬火 性能 、 焊接性 能 和挤压 成 型等热 加工性 能优 良。主要 用 于生产建 筑 铝型材 及结 构件 ， 以及 医疗 、
１ ６ ６ （ Ｄ １ 铝 合 金 性 能简 介 ０３Ｌ ３ ）
６ ６ （ Ｄ １ 铝合 金 ， Ａｌ ０ ３Ｌ ３ ） 属 —Ｍｇ ｉ 可 热处 —Ｓ 系 理 强化 铝合金 ， 国际 通用 合 金 ， 蚀 性 良好 ， 固 是 耐 经
合金 焊接件 能否 制造 成功 的关键 。
２ ６６ ０ ３铝 合 金 火 焰 校 正 的 主 要 问题
办公、 车辆 、 械等 方面 。 机 ＧＢ Ｔ６ ９ —２ ０ ／ ８ ２ ０ ０中 ， ０ ３铝 合 金 热挤 压 型材 ６６
３ 铝 合 金 的 常 见 热 处 理 及 其 作 用
淬火 ： 铝合金 的淬 火也 称 固溶 处理 ， 目的是 为 其 了将 高温 的 固溶 体 固定 到 室 温 ， 而 获得 均 匀 的单 从
Ｋｅ ｒ ｓ ６ ６ ｌ ｍｉ ｕ ａ ｌ ｙ Ｗ ｅｄ ｎ ｅ ｏ ｍａ ｉｎ， ａ — ｅ ｔｆ ａ ｉｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ０ ３ ａ ｕ ｎ ｍ ｌ ， ｌ ｉ ｇ ｄ ｆ ｒ ｔ ｏ ｏ Ｆｌｍｅ ｒ ｃ ｉｉ ｔ ｃ ｏ
场合 。采用 合 是
能要 求一 般 ， 合金 是首选 的材 料 。但 是 ， 铝 其焊 接变
冷却 介质 。６ ６ ０ ３铝合 金 的 Ｍｇ Ｓ 的含 量 大 多 控制 ｉ
6063铝合金 热处理状态
6063铝合金热处理状态摘要：I.6063 铝合金简介- 6063 铝合金的成分- 6063 铝合金的特点II.热处理状态对6063 铝合金的影响- 热处理的基本概念- 热处理对6063 铝合金性能的影响III.6063 铝合金的热处理状态- 热处理状态的分类- 不同热处理状态的6063 铝合金性能对比IV.热处理在6063 铝合金应用中的重要性- 热处理对6063 铝合金应用范围的影响- 热处理在6063 铝合金加工过程中的作用正文：I.6063 铝合金简介6063 铝合金是一种广泛应用于工业领域的铝合金，其成分主要包括铝、镁、硅、铁、铜、锰、锌和钛等。
其中，铝是其主要成分，占到了约90% 以上。
6063 铝合金具有轻质、高强度、良好的耐腐蚀性、可塑性高等特点，被广泛应用于汽车、建筑、电子、航空航天等领域。
II.热处理状态对6063 铝合金的影响热处理是一种通过加热和冷却来改变材料组织结构和性能的工艺。
对于6063 铝合金来说，热处理可以改变其晶粒大小、相组成和析出相形态，从而影响其性能。
一般来说，热处理可以提高6063 铝合金的强度、硬度和耐腐蚀性，同时降低其塑性和韧性。
III.6063 铝合金的热处理状态6063 铝合金的热处理状态主要包括自然时效、人工时效和过时效。
自然时效是指将6063 铝合金在室温下放置一段时间，使其逐渐达到平衡状态。
人工时效是指将6063 铝合金在一定温度下加热一段时间，使其快速达到平衡状态。
过时效是指将6063 铝合金在高温下加热一段时间，使其超过平衡状态。
不同热处理状态的6063 铝合金性能对比，自然时效的强度和硬度较低，但塑性和韧性较好；人工时效的强度和硬度较高，但塑性和韧性较差；过时效的强度和硬度最高，但塑性和韧性最差。
IV.热处理在6063 铝合金应用中的重要性热处理在6063 铝合金应用中具有重要作用。
首先，热处理可以提高6063 铝合金的强度和硬度，从而提高其承载能力和耐磨性。
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。
高强度铝合金的热变形行为及其数值模拟
高强度铝合金的热变形行为及其数值模拟高强度铝合金是一类具有高强度、优良加工性能和优秀耐腐蚀性能的重要材料。
高强度铝合金的热变形行为及其数值模拟受到了广泛关注。
本文将介绍高强度铝合金的热变形行为及其数值模拟的相关研究。
一、高强度铝合金的热变形行为高强度铝合金的热变形行为是指在高温下，材料在一定的应变速率和应力条件下所表现的各种力学性质的变化。
热变形行为包括热力学行为、动力学行为和微观行为。
其中，热力学行为主要指高温下的材料相平衡关系和化学反应，动力学行为主要指高温下的材料流变行为，微观行为主要指材料的晶体学结构和宏观形貌。
高强度铝合金的热变形行为受到多种因素的影响，包括温度、应变速率、应力、晶粒尺寸、晶粒取向以及合金元素等因素。
随着温度的升高，高强度铝合金的流动应力逐渐降低，使得其变形能力变得更强。
应变速率的变化也会影响高强度铝合金的热变形行为。
相同的应力条件下，应变速率越大，材料的流变应力也越大。
此外，晶粒尺寸、晶粒取向以及合金元素的影响也是不可忽略的。
二、高强度铝合金的数值模拟高强度铝合金的数值模拟是用数学模型来模拟材料的变形行为，以获得预计的热变形行为。
目前，高强度铝合金的数值模拟主要有有限元法、细胞自动机法和晶体塑性有限元法等方法。
有限元法是目前最常用的一种数值模拟方法，通过将复杂的几何形状离散成若干小单元，运用有限元法来解决材料在边界条件下的行为。
细胞自动机法是一种离散的模拟方法，通过对共同演化的基元建立相邻关系，以模拟材料的行为。
晶体塑性有限元法是一种基于晶体塑性理论的数值模拟方法，它将材料的力学行为和微观结构相结合做出了更加准确的预测。
三、高强度铝合金的应用高强度铝合金具有很广泛的应用前景，主要用于航空、航天、交通、冶金、建筑等领域。
高强度铝合金作为一种轻质、高强度、高稳定性和低成本的材料，可广泛应用于航空航天领域的飞行器、导弹、卫星等产品中。
另外，高强度铝合金还可用于制造汽车构件、电力电子散热器、建筑和海洋工程材料等领域。
铝合金材料的变形行为研究
铝合金材料的变形行为研究随着现代工业的发展，材料科学的研究越来越受到人们的关注。
铝合金材料因其轻量化、良好的耐腐蚀性能和高强度、高刚度等优点而被广泛应用于航空、汽车、船舶、建筑等领域。
然而，在实际应用中，铝合金材料的变形行为是其耐久性的关键因素之一。
因此，对铝合金材料的变形行为进行研究具有重要意义。
铝合金材料的变形行为受到多种因素的影响，如应变速率、温度、应力状态、合金成分等。
其中，应变速率是最为关键的因素之一。
应变速率越大，铝合金材料的强度和硬度也越大，但其塑性会降低。
在铝合金材料的变形过程中，应力状态也具有重要的影响。
当铝合金材料的应力状态为单轴压缩时，其变形行为与应力为单轴拉伸时相似。
当应力状态为多轴时，铝合金材料的变形行为则更加复杂。
在铝合金材料的变形行为研究中，常用的试验方法包括拉伸试验、压缩试验、扭转试验等。
通过这些试验可以得到铝合金材料在不同应力状态下的应变曲线、流变应力等基本力学性质。
同时，还可以通过现代材料测试技术，如数字图像相关法（DIC）、电子背散射衍射（EBSD）等技术，直接观察和研究铝合金材料在变形过程中的微观变形行为。
这些研究不仅可以为材料的设计和应用提供基础数据，还可以为材料的机制探究提供重要线索。
以拉伸试验为例，通过在不同应变速率和温度下对铝合金材料进行拉伸试验，可以得到不同条件下的应变应力曲线和力学性能参数，如屈服强度、抗拉强度、延伸率、断裂韧性等。
同时，还可以通过原位差示扫描量热仪（DSC）等技术，研究变形过程中铝合金的热行为，探究热量对金属材料的影响，以及变形时所消耗的热量来自何处等问题。
此外，二维材料（2D材料）的研究也为铝合金材料的变形行为研究提供了新思路。
2D材料的层状结构使其在力学性能、导电性能等方面具有独特的性质。
近年来，石墨烯等2D材料的研究引起了广泛关注。
通过将2D材料与铝合金材料复合，可以有效改善其力学性能。
此外，2D材料的界面也对铝合金材料的变形行为产生重要的影响。
铝合金的热加工变形与力学性能研究
铝合金的热加工变形与力学性能研究铝合金作为一种重要的结构材料，在各个领域都有着广泛应用。
其轻便、耐腐蚀、优良的导电性能以及良好的可加工性能，使其成为了航空航天、汽车、建筑、电子等领域的重要材料。
然而，铝合金在加工过程中容易发生一些热加工变形问题，这些问题对其力学性能产生了很大影响。
因此，对铝合金的热加工变形与力学性能进行深入研究，能够为其应用提供更好的理论依据和生产指导。
1. 铝合金的热加工变形铝合金在高温下容易发生塑性变形，这就是热加工变形。
热加工变形对铝合金的力学性能有着重要影响，所以对于铝合金热加工变形的研究非常重要。
1.1 热加工变形的分类热加工变形通常可以分成几类：拉伸、压缩、剪切等。
其中，拉伸和压缩是铝合金最常见的热加工方式，通常采用热轧、热挤压等工艺进行加工。
1.2 热加工变形的影响因素热加工变形的影响因素有很多，最主要的因素是温度、应变速率、应变量等。
温度是铝合金热加工变形最基本的因素。
在高温下，铝合金的晶界可以扩散，晶体形变也更容易。
应变速率和应变量也会对热加工变形产生影响。
应变速率过高会使晶体产生动态回复和再结晶，而应变量的大小则会直接影响晶体的完整性，进而影响其力学性能。
2. 铝合金的力学性能铝合金的力学性能包括强度、塑性、韧性等指标。
对铝合金力学性能的分析，可以为其应用提供科学依据。
2.1 强度强度是指材料抗拉或压的能力，是描述材料耐力程度的一个参数。
铝合金的强度通常由晶粒尺寸、晶格错位、析出相等因素决定。
2.2 塑性塑性是指材料在受力的过程中能够发生形变，塑性越大，材料的可塑性也就越强。
铝合金塑性的大小与晶粒尺寸、晶格结构、应变率等因素有关。
2.3 韧性韧性是指材料在受力作用下产生微裂纹后保持整体结构的能力。
铝合金的韧性与其组织结构和含有的合金元素种类有关。
3. 铝合金的热加工变形对力学性能的影响铝合金热加工变形会对其力学性能产生影响。
一般认为，热加工变形可以改善铝合金的塑性和韧性，但是会降低铝合金的强度。
高强度铝合金的热变形行为研究
高强度铝合金的热变形行为研究高强度铝合金在现代工业中扮演着重要的角色。
其良好的机械性能和轻质特性使其成为广泛应用于航空、汽车和建筑等领域的理想材料。
然而，由于高强度铝合金在加工过程中会发生热变形，因此对其热变形行为进行研究具有重要意义。
热变形行为是指在高温条件下，材料由于受到外力的影响，发生形状或结构变化的现象。
对高强度铝合金的热变形行为的研究有助于深入理解其加工过程中的微观变化，从而指导合理的加工工艺和优化材料性能。
一个重要的研究方向是研究高强度铝合金的热变形机理。
通过深入了解材料在加工过程中的变化，可以研究材料内部的微观结构演变、相变和晶体塑性形变等现象。
研究表明，高强度铝合金在高温下的塑性变形主要包括晶体滑移、晶界滑移和反转变形等机制。
不同的机制对应不同的加工条件和变形模式，通过研究各种变形机制可以更好地预测和控制材料的加工性能。
此外，研究高强度铝合金的热变形行为还需要考虑到温度、应变速率和形变温度等因素对材料性能的影响。
温度是影响高强度铝合金热变形的重要因素之一。
随着温度的升高，高强度铝合金的塑性增加，使得变形更容易发生。
然而，过高的温度会引起材料的软化和晶界扩散，导致材料性能下降。
因此，在研究高强度铝合金的热变形行为时，需要找到适合的温度范围，以达到最佳的加工条件。
应变速率也是影响高强度铝合金热变形的重要因素之一。
应变速率的变化会引起材料的动态再结晶和产生不同的变形机制。
在快速应变的情况下，高强度铝合金往往会表现出更强的塑性，而在较慢的应变速率下，可能会引起晶界滑移和微裂纹的发生。
因此，研究高强度铝合金在不同应变速率条件下的热变形行为，对于理解材料的变形机制和优化材料性能具有重要意义。
此外，形变温度也会对高强度铝合金的热变形行为产生影响。
形变温度越高，材料的塑性越大。
然而，在超过一定温度范围内，高强度铝合金的塑性会随着温度的继续升高而下降，这是由于晶格缺陷和相交互作用力的增加引起的。
因此，在研究高强度铝合金热变形行为时，需要选择适当的形变温度，以实现材料的最佳加工性能。
6063铝合金焊接变形火焰校正分析
—
表
5
几种常用的变形铝合金高温屈服极限
σ s
[
3
]
M
Pa
合金牌号 200 ℃ 250 ℃ 300 ℃ 350 ℃ 400 ℃ 450 ℃ 500 ℃
纯铝
59
37
28
22 12. 5 8
6
6A02
72
52
39
33
29Biblioteka 1685A03
—
—
65
55
45
30
10
5A05
—
—
80
75
58
37
20
3A21
54
2. 69
热导率 λ(25 ℃) /W (m ·℃) - 1
O T1 T5 T6 T83
218 193 209
201
·62·
《新技术新工艺 》·热加工工艺技术与材料研究 2010年 第 4期
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
回归现象 :经过自然时效的强化铝合金 ,快速加 热至 210～250 ℃,短时保温 (半分钟至数分钟 ) ,然后 快速冷却至室温 ,该合金重新软化 ,恢复到淬火前的 状态。如果将其在室温下停放 ,仍能进行正常的自然 时效 ,这种现象叫回归。回归现象的实质是经过自然 时效后的铝合金 ,生成的 GP区或亚稳定相 ,在快速 短时加热时发生溶解 ,变成原有的淬火状态 ,因而合 金性能也恢复到原有的淬火状态下的性能 。经过回
效率与时效温度和时间密切相关 ,提高时效温度可 以加快时效进程 ,但是降低强化效果 ,并且软化开始 时间提前 ;较低的时效温度可获得较大的强化效果 , 但所需的时间较长 。并且只有在一定的时效温度配
《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。
《2024年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、引言铝合金作为一类具有良好机械性能、可塑性和耐腐蚀性的材料，在现代工程领域得到了广泛的应用。
其中，6061铝合金因具有良好的综合性能而被广泛应用在汽车、航空、航天等领域。
本论文以6061铝合金为研究对象，通过对其热变形行为和时效行为的系统研究，以了解其材料的微观组织结构和力学性能变化，为其在实际工程应用中提供理论支持。
二、材料与方法1. 材料准备本实验选用的材料为6061铝合金，其化学成分符合国家标准。
在实验前，对材料进行均匀化处理，以保证其组织结构的均匀性。
2. 热变形行为研究通过热模拟机对6061铝合金进行热压缩实验，实验过程中记录不同温度、不同应变速率下的真应力-真应变曲线，研究其热变形行为。
3. 时效行为研究将热压缩后的试样在不同温度下进行时效处理，观察其微观组织结构的变化，并测试其硬度、抗拉强度等力学性能。
三、实验结果与分析1. 热变形行为分析（1）真应力-真应变曲线分析通过对不同温度和应变速率下的真应力-真应变曲线进行分析，可以发现6061铝合金的流变应力随温度和应变速率的增加而变化。
在高温低应变速率条件下，流变应力较小，材料易于发生塑性变形。
（2）动态再结晶行为分析在热压缩过程中，观察到动态再结晶现象的发生。
随着温度的升高和应变速率的降低，动态再结晶程度增加，有利于提高材料的塑性和力学性能。
2. 时效行为分析（1）微观组织结构变化时效处理后，6061铝合金的微观组织结构发生变化，析出相的数量和尺寸随时效温度和时间的变化而变化。
这些析出相的分布和大小对材料的力学性能有重要影响。
（2）力学性能变化随着时效处理时间的延长和温度的升高，6061铝合金的硬度、抗拉强度等力学性能发生变化。
适当的时间和温度条件下的时效处理可以提高材料的力学性能。
四、讨论与结论通过对6061铝合金的热变形行为和时效行为的研究，我们可以得出以下结论：1. 6061铝合金的热变形行为受温度和应变速率的影响较大。
铝合金热变形机制及其影响因素分析
铝合金热变形机制及其影响因素分析铝合金是应用较广的金属材料之一，其主要应用领域包括航空、汽车、电子、建筑等行业。
在以上领域中，铝合金需要不同的热加工工艺来满足不同的应用需求。
在铝合金热加工中，热变形是重要的工艺，通过热变形可以改善铝合金的性能和力学性质。
因此，深入研究铝合金热变形机制及其影响因素，对于铝合金的热加工有重要的意义。
一、铝合金热变形机制热变形是指材料在一定温度下受到外力而发生形变的过程。
在铝合金热变形过程中，其机制主要包括动态再结晶、杂质损伤、应变诱导的再结晶和晶界再结晶等。
其中，动态再结晶是铝合金热变形过程中的主要机制。
在铝合金热变形过程中，初始状态下材料存在较多的晶粒，这些晶粒之间存在一些晶界。
当材料受到外力作用时，晶界会产生错位，进而形成了亚晶界。
在亚晶界的存在下，材料的塑性变得更强。
此时，在材料中产生了一些形核中心，这些形核中心的产生是热变形中动态再结晶发生的重要原因。
随着形核中心不断增加，新的晶粒也会随之形成。
在晶粒的扩展过程中，新的晶界会绕过原先的晶界，这样就形成了大量的新晶粒。
二、铝合金热变形的影响因素铝合金热变形的影响因素主要包括温度、应变速率和应变量等几个方面。
1、温度的影响在进行铝合金热变形时，材料处于一定的温度范围内。
温度的高低会直接影响到热变形的机制。
在温度过低的情况下，热变形的机制主要是应变诱导的再结晶和杂质损伤，而在温度过高的情况下，动态再结晶是热变形中的主要机制。
因此，温度的高低对热变形过程中的机制有着重要的影响。
2、应变速率的影响应变速率会间接影响到铝合金热变形中的多个因素。
为了达到热变形的效果，需要通过施加一定大小的应力来进行变形。
在相同的应力作用下，应变速率的增加会使金属材料的抗力增加。
这样不仅可以提高材料的表观硬度，还可以减少晶粒的生长速率，从而得到更加稳定的织构。
3、应变量的影响应变量是指在变形过程中，材料所受外力对材料的形变程度。
应变量的大小影响着材料的变形程度和织构等方面的一系列变化。
6063铝合金高温流变本构方程
收稿日期:2002212203.作者简介:王孟君(19652),男,教授;长沙,中南大学材料科学与工程学院(410083).基金项目:华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室访问学者基金资助项目.6063铝合金高温流变本构方程王孟君 杨立斌 甘春雷 彭大暑(中南大学材料科学与工程学院)摘要:采用圆柱试样在G leeble 21500热模拟机上进行高温等温压缩实验,研究了6063铝合金在高温塑性变形过程中流变应力的变化规律.结果表明:应变速率和变形温度的变化强烈地影响6063铝合金流变应力,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大,在高应变速率下出现明显的动态软化.关 键 词:6063铝合金;热压缩变形;高温流变应力;本构方程中图分类号:TG 146.2+1 文献标识码:A 文章编号:167124512(2003)0620020203 6063铝合金属于Al 2Mg 2Si 系合金,具有良好的可挤压性及低的淬火敏感系数,广泛应用于各种工业及民用建筑型材,是一种很重要的结构材料.其室温的力学性能数据可从相关资料和手册中查到[1,2],但其高温塑性变形时的流变应力、变形特征和成形性指标等还缺乏深入研究.近年来,物理模拟和数值模拟技术在铝合金加工领域获得了越来越广泛的应用[3～5],为了提高模拟精度,同时也为了计算变形力能参数,合理制定热挤压工艺规程,必需了解铝材的高温流变行为及精确的流动应力.本研究采用动态热模拟技术进行高温等温压缩变形实验,分析了6063铝合金的流变行为,建立了该材料的高温流变应力模型.1 实验材料及方法1.1 实验材料实验材料为取自工厂的6063铝合金半连续铸锭,其化学成分如下:w (Al )=98.6336%,w (Si )=0.4233%,w (Cu )=0.0425%,w (Mg )=0.7002%,w (Mn )=0.0017%,w (Zn )=0.0000%,w (Ti )=0.0077%,w (Fe )=0.1453%,w (Cr )=0.0456%.1.2 实验方法沿铸锭的轴向加工成Φ10mm ,高为15mm 的圆柱.为了保证润滑剂在变形过程中不致流失,圆柱的两端车有0.2mm 的凹槽.压缩实验在G leeble 21500热模拟实验机上进行,变形温度为300～540℃;应变速率限制在0.5～50s -1范围内;总压缩应变量为0.7(变形程度50%).2 实验结果及讨论2.1 变形力学行为图1为6063铝合金在不同变形温度、变形速图1 6063铝合金的真应力2应变曲线第31卷第6期 华 中 科 技 大 学 学 报(自然科学版) Vol.31 No.62003年 6月 J.Huazhong Univ.of Sci.&Tech.(Nature Science Edition ) J un. 2003率下的一些典型的真应力2应变的曲线.铝合金材料在热加工时同时存在加工硬化和动态软化两个矛盾的过程[6].变形时的位错增殖以及位错间的相互作用导致硬化,位错通过攀移或交滑移并在热激活和外加应力作用下发生合并,重组使材料发生动态回复和动态再结晶而软化,尽管铝合金属于高层错能合金,但铝合金在热加工时也可以发生动态再结晶[7,8].从图1中可以看出,变形温度对流变应力有较大的影响,随着温度升高,流变应力显著下降.变形速率对流变应力也有一定影响,变形速率越大,所对应的应力值也越大,但其对应力的影响不如变形温度的影响显著.从图1中还发现,在低应变速率(0.5s-1)和400℃以上的变形温度时,6063铝合金流动应力随应变的增加而减小,表示此时动态软化开始占主导地位.高应变速率时(50s-1),试样在300℃以上就会随应变的增加而出现明显的软化现象.这说明随着变形速率的增加,动态软化加剧.其原因是变形速率升高,促使试样温升加大,促进了位错攀移和交滑移等一系列软化过程.2.2 本构方程的建立通过对铝合金不同热加工数据的研究,文献[9,10]提出了一种包含变形激活能Q和变形温度T的双曲正弦形式的流变应力模型,对峰值应力其应变速率ε=A F(σ)exp(-Q/(R T)),(1)式中,F(σ)是应力的函数,F(σ)=σn (ασ< 0.8),F(σ)=exp(βσ) (ασ>1.2),F(σ)= [sinh(ασ)]n,α=β/n;Q为变形激活能;R为气体常数;T为绝对温度;α,β,n和A为材料常数.同时,式(1)可以很方便地表示为温度补偿应变速率参数[11]Z=εexp(Q/(R T)).在高应力和低应力下,式(1)可分别表示为ε=B{σ}n MPa,(2)ε=B′exp(βσ).(3)对式(2)和式(3)两边分别求对数得ln{ε}s-1=ln B+n ln{σ}MPa,(4)ln{ε}s-1=ln B′+βσ.(5) 根据实验结果绘制的峰值应力与变形速率、变形温度之间的关系曲线如图2所示.从图中可看出,稳态流变应力和应变速率的双对数关系、流变应力的双曲线正弦对数项和温度的倒数之间皆较好地满足线性关系.由此可以认为6063铝合金高温压缩变形时应力2应变速率关系满足双曲正弦形式,流变应力与变形温度满足Arrhenius关系,即可以用包含Arrhenius项的Z参数描述6063铝合金高温变形时的流变行为.n值和β值可以通过式(4)和式(5)分别利用图2(a)和(b)求ln{ε}s-1-ln{σ}MPa和ln{ε}s-1-σ的斜率得:β=0.142MPa-1,n=8.47,此时对应的α=0.0168MPa-1.图2 6063铝合金峰值应力与温度、应变速率关系 (a),(b)和(d)中1～7分别对应300℃,350℃,400℃,450℃,470℃,490℃,540℃;(c)中1～3分别对应0.5 s-1,5s-1,50s-1 对所有应力状态,有ε=A[sinh(ασ)]n exp(-Q/(R T)),(6)σ=ln{(Z/A)1/n+[(Z/A)2/n+1]1/2}/α.对式(6)求导得Q=R n[dln(sinh(ασ))]/d T-1.(7)对图2(c),求lnsinh(ασ)-T-1的斜率,即d[lnsinh(ασ)]/d T-1=2469.将此值和R,n值代入式(7)得Q=173.78kJ/mol.将Q值代入式(1),两边求对数得 ln{ε}s-1=ln{A}s-1-Q/(R T)+n ln[sinh(ασ)].对图2(d),n ln[sinh(ασ)]-ln{ε}s-1,知两者截距即Q/(R T)-ln{A}s-1的值,将Q,R和T值代入即可得到A=1.904×1013s-1.3 结论a.在各个变形温度和应变速率条件下,6063铝合金的真应力2应变曲线均表现为:开始随应变12第6期 王孟君等:6063铝合金高温流变本构方程 增加很快达到最大值,出现一峰值后,应力就逐渐下降,且动态软化现象随变形速率升高而更明显.b.可以用包含Arrhenius项的Z参数描述6063铝合金高温变形时的流变行为,6063铝合金变形激活能Q为173.78kJ/mol,其Z参数可表述为Z=εexp(-173.78/(R T)),流变应力、应变速率与温度的关系可用Z参数表示为 σ=59.5ln{[Z/(1.904×1013)]1/8.47+{[Z/(1.904×1013)]2/8.47+1}1/2}.参考文献[1]Zhou M,Code M P.A constitutive model and its identi2fication for the deformation characterized by dynamic re2 covery.ASME Journal of Engineering Materials and Technology,1997,119:138～142[2]王祝堂,田荣璋.铝合金及其加工手册.长沙:中南大学出版社,2000.[3]Chanda T,Zhou Jie,Duszczyk J.Acomparative studyon iso2speed extrusion and isothermal extrusion of6061 Al alloy using3D FEM simulation.Materials Processing Technology,2001,114:145～153[4]G ouveia B P PA,Rodrigues J M C.Physical modelingand numerical simulation of the round2to2square forwardextrusion.Materials Processing Technology,2001, 112:244～251[5]Liu Y Y.Experimental simulation on control rollingprocess of6021aluminum allou.Trans Nonferrous Met.S oc.China,1999,9(2):318～321[6]沈 健.2019铝锂合金塑性变形行为研究:[博士学位论文].长沙:中南工业大学材料科学与工程系, 1996.[7]SHEN J,XIE S S.Dynamic recovery and dynamic re2crystallization of7005aluminum alloy during hot com2 pression.Acta Metallurgica,2000,13:379～386 [8]Zhou M.Constitutive equations for modelling flow soft2ening due to dynamic recovery and heat generation dur2 ing plastic deformation.Mechanics of Materials,1998, 27:63～76[9]普瓦里耶.晶体的高温塑性变形.关德林译.大连:大连理工大学出版社,1989.[10]Jonas J J,Sellars C M,Tegart W J Mc G.Strengthand structure under hot2working conditions.Int.Met2 all.Reviews,1969,3:1～24[11]McQueen H J,Jonas J J.Recovery and recrystalliza2tion in the hot working of aluminum alloys.in:Arse2 nault R J ed.Treatise on Materials Science and Tech2 nology,Vol.6,Plastic Deformation of Materials.New Y ork:Academic Press,1975.393～493Constitutive equation of the flow for6063aluminiumalloy at elevated temperatureW ang Mengj un Y ang L ibi n Gan Chunlei Peng DashuAbstract:The flow stress behavior of6063aluminium alloy during plastic deformation at elevated tempera2 ture was studied by isothermal compression test on a G leeble21500thermal2mechanical simulator.The re2 sults showed that the flow stress was influenced by both strain rate and deformation temperature,and the flow stress decreased with the increase of temperature,while increased with the increase of strain rate.It was shown that dynamic softening appeared at high strain rate.K ey w ords:6063Al alloy;hot compression deformation;high temperature flow stress;constitutive equa2 tionW ang Mengjun Prof.;College of Materials Sci.&Tech.,Central South Univ.,Changsha410083, China.22 华 中 科 技 大 学 学 报(自然科学版) 第31卷。
6063铝合金 热处理状态
6063铝合金热处理状态【原创实用版】目录1.6063 铝合金概述2.6063 铝合金的热处理状态3.6063 铝合金的应用领域正文【6063 铝合金概述】6063 铝合金是一种常见的铝合金材料，其主要成分包括硅（Si）、铁（Fe）、铜（Cu）、锰（Mn）、镁（Mg）、铬（Cr）、锌（Zn）和钛（Ti），这些元素的总含量占到了铝合金的 0.15%。
6063 铝合金在市场上有着广泛的应用，其优良的性能和良好的加工性能使其在工业领域和建筑领域等方面都得到了广泛的应用。
【6063 铝合金的热处理状态】6063 铝合金的热处理状态是指在经过一定的加热和冷却处理后，铝合金的组织结构和性能发生了变化。
一般来说，6063 铝合金的热处理主要包括退火、正火、时效和调质等过程。
退火是将 6063 铝合金加热到一定的温度，保持一段时间后，再缓慢冷却下来的过程。
这个过程可以使铝合金的晶粒细化，提高其塑性和韧性。
正火是将 6063 铝合金加热到更高的温度，然后快速冷却下来的过程。
这个过程可以使铝合金的晶粒细化，提高其强度和硬度。
时效是指将 6063 铝合金在一定的温度下保持一段时间，使其组织结构发生稳定变化的过程。
这个过程可以使铝合金的强度和硬度得到进一步的提高。
调质是将 6063 铝合金先进行正火处理，然后再进行时效处理的过程。
这个过程可以使铝合金的强度、硬度和塑性达到一个平衡状态。
【6063 铝合金的应用领域】6063 铝合金的优良性能和良好的加工性能使其在工业领域和建筑领域等方面都得到了广泛的应用。
在工业领域，6063 铝合金主要应用于汽车零部件、机械零部件、电子元器件等领域。
在建筑领域，6063 铝合金主要应用于门窗、幕墙、装饰板等领域。
6xxx本构关系讲解
6061、6063、6082铝合金高温变形行为研究及本构方程一、试验过程1）试验前压缩试样加工成两端带有凹槽(φ9mm×0.2mm)的试样(φ10mm×14mm)，见图1-1图1 压缩用样品形状与尺寸2）在试样上焊上两根用来测量温度的金属丝，这两根金属丝是不同的，其中一根有磁性，而另一根则无，金属丝在不相互接触的条件下应尽可能的接近。
3）凹槽内填充润滑剂（石墨乳），变形时，封闭在腔体内的润滑剂可以减小平面压头与试样接触面的摩擦，从而减少样品的不均匀变形。
开动气动阀使压头夹紧试样，要注意对中；并将两根金属丝接在相应地接头上，需要注意，有磁性的金属丝和无磁性的金属丝所接位置不同；测量应变的玻璃仪器贴着试样安放好，如图1-2所示。
图2 铝合金圆柱压缩试验示意图4）在计算机上设置控制参数，并调节与检查好仪器，准确无误后即可启动计算机的程序开始模拟压缩实验。
5）所有试样均利用自身电阻进行加热，采用Ni-NiAl热电偶直接焊在试样中部连续测温，升温速率100℃/min，达到所设定的温度后，保温3min后进行恒温恒应变速率的压缩试验。
6）变形后立即对试样进行水淬，以冻结变形组织，用于金相组织分析，水淬延迟时间大约为0.5s。
7）取出压缩后的试样，由Gleeble-1500系统的计算机自动采集真应力、真应变、压力、温度、时间等数据。
V按下式进行设定。
为获得较为恒定的应变速率，压头位移速度dεε-=heVd式中ε 为应变速率，h为样品瞬时高度，ε为真应变，每隔0.1真应变值分段控V。
制d二、本构方程的建立2.1 材料模型对于不同材料高温塑性变形的研究发现，材料变形时的应力水平和应变速率、温度之间满足指数关系：()()0m T n T σσεε= (1-1)式中σ为一定温度和应变条件下的流变应力，ε为真实应变，0σ(T )和m(T ) 为与温度有关的常数，小应变条件下，这些常数随应变发生变化，一旦进入稳态流变阶段，则一定温度下它们保持恒定。
6063铝合金T型焊接接头的变形及损伤行为的开题报告
6063铝合金T型焊接接头的变形及损伤行为的开题报告
1. 研究背景
随着人们对轻量化、高强度、高耐腐蚀性材料需求的增加，铝合金得到了广泛的应用。
其中，6063铝合金作为一种常用的铝合金之一，在航空、电子、建筑等领域都有广泛应用。
针对T型焊接接头在6063铝合金中的应用，其变形及损伤行为是关注的焦点。
T型焊接接头作为结构中的重要组成部分，其质量和安全性直接影响着结构整体的稳定性和可靠性。
因此，对T型焊接接头的变形及损伤行为进行深入研究具有重要的意义。
2. 研究目的
本研究旨在通过实验和模拟分析，研究6063铝合金T型焊接接头的变形及损伤行为，探究其影响因素和机理，并提出相应的改进措施，为T型焊接接头的设计和生产提供科学依据。
3. 研究内容
1）实验采用拉伸试验和弯曲试验，分析6063铝合金T型焊接接头的变形及损伤行为。
主要研究参数包括焊接角度、焊缝大小等。
2）利用ANSYS软件进行T型焊接接头有限元分析，模拟其变形及损伤行为，探究其影响因素和机理。
3）综合实验和模拟分析结果，提出改进措施和建议，为T型焊接接头的设计和生产提供科学依据。
4. 研究意义
通过对6063铝合金T型焊接接头的变形及损伤行为进行深入研究，可以为其设计和生产提供科学依据，提高T型焊接接头的质量和安全性。
同时，可以为铝合金及其它材料焊接接头的设计和生产提供参考，促进轻量化、高强度、高耐腐蚀性材料的应用发展。
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处理状态 ,其他试样均为固溶状态 。变形后试样立刻进
行水淬 ,并进行 200 ℃ ×2 h人工时效 。热变形前后及
变形后再人工时效的合金均进行硬度测量 。6063铝合金 化学成分采用 METALSCAN 2500台式金属分析仪进行分
图 1 c号热处理试样真应力 2真应变曲线 (变形温度为 : 500 ℃,变形速率为 0. 25 s- 1 )
镁基金属玻璃是一种极具应用潜力的低密度 、高强 度材料 ,被誉为 21世纪的“绿色能源 ”材料 ,正成为人 们研究的热点 [ 1～3 ] 。研究发现 ,M g65 Cu25 Y10为最容易得 到非晶态的三元合金体系 ,通过普通金属铜模铸造制成 的大块非晶的最大厚度可达到 4 mm[ 4 ] ,采用高压压铸 法所获得大块非晶的最大厚度为 7 mm[ 5 ] 。从结构和热 力学的观点看 ,非晶态合金是高度无序的不稳定的状 态 ,其内能高于相应的晶态合金 ,处于非平衡的亚稳态 。 在适当条件下 ,非晶态将向能量较低的亚稳非晶态或平 衡晶态转变 ,即发生晶化 。非晶态合金的局部或全部晶 化可以用来产生新的有用的微结构 ,如纳米晶或纳米 晶 /非晶复合组织 ,使材料在某些方面获得更加优越的 性能 [ 6, 7 ] 。
性能进行研究 ,为细晶铝锭熔炼的 6063 铝合金均匀化 1可见 ,变形起始阶段 ,固溶 (固溶处理制度为 560 ℃ +
热处理工艺及挤压工艺的制定奠定基础 。
6 h,下同 ) + 190 ℃ ×10 h时效的试样流变应力最大 ,
1 试验材料和试验过程
560 ℃ ×6 h固溶的试样次之 。固溶 + 250 ℃ ×3 h时 效与固溶 + 400 ℃ ×6 h时效的试样最小 。随着变形量
(3) 相同均匀化处理的试样 , M g2 Si相含量高 ,则 变形过程中流变应力大 , 细化方法的变化 ( GRA I, A l2 5Ti21B , GRA I +A l2RE, GRA I +A l2B +A l2RE)及含钛量
实用研究
特种铸造及有色合金 2007年第 27卷第 1期
镁基块体非晶合金制备及其晶化处理
未造成流变应力明显变化 。
3 结论
(1) 选取固溶 + 250 ℃ ×3 h时效的均匀化制度 , 细晶铝锭熔炼的 6063 铝合金流变应力较小 ,变形后时 效硬度较高 。
20
(2) 固溶 + 250 ℃ ×3 h时效的试样低温慢速变形 可降低流变应力 ,但不利于 M g2 Si相的溶解 ,进而影响 变形后时效硬度 。
变形前热处理制度为固溶 + 250 ℃ ×3 h时效及固 溶的试样 ,热变形后 200 ℃ ×2 h时效 ,合金硬度居中 , 表明此时合金的析出相为平衡相和共格 、半共格相的混 合物 ,固溶 560 ℃ ×6 h 试 样变 形前 硬度 较低 , 表明 6063铝合金的固溶强化效果较弱 。但热变形后时效 , 合金硬度较高 。因此变形初始阶段流变应力较低 ,随固 溶量的增多 ,流变应力增加 ,最后与固溶 + 190 ℃ ×10 h时效及固溶试样接近 ,甚至超过它们 。变形后时效硬 度与变形前固溶的 c21 号试样相近 。综合考虑热变形 过程流变应力和变形后时效硬度 ,选取固溶 + 250 ℃ × 3 h的均匀化制度 ,既可降低热变形过程流变应力又可 提高变形后合金的时效硬度 。
关键词 6063铝合金 ;细晶铝锭 ;热变形行为 中图分类号 TG14612 + 1 文献标志码 A 文章编号 1001 - 2249 (2007) 01 - 0019 - 03
铝合金的成分与组织决定变形抗力 ,而变形抗力是 析 。硬度试验采用 HV550型数显维氏硬度计测试 。
决定铝合金能否进行快速挤压的决定因素 。减少偏析
表 1 各试样细化方法和化学成分
并使析出物细小及均匀分布可提高挤压速度及表面性 能 。均匀化热处理可消除铝合金铸锭过程中产生的非 平衡结晶 ,使偏析和富集在晶界和枝晶网络上的可溶解 金属间化合物发生溶解 ,使固溶体浓度沿晶粒或整个枝 晶均匀一致 ,消除内应力 ,从而得到优良的组织状态 。 在不改变原有电解铝生产工艺的条件下 ,通过向电解槽 加入少量 TiO2 ,直接电解生产含质量分数为 0101% ～ 0120%的 Ti的细晶铝锭 ( GRA I) ,实现铝合金的电解加 钛细化 ,可降低生产成本 ,提高晶粒细化效果 [ 1～3 ] 。通 过向细晶铝锭中添加 Si、M g等元素可生产 6063 铝合
图 3为 a、f、g、h号试样真应力 2真应变曲线 。由图 3可见 ,由于 a号试样 M g2 Si相最多 ,流变应力略高于其 他试样 ,细化方法的变化 ( GRA I, A l25Ti21B , GRA I + A l2 RE, GRA I +A l2B +A l2RE)并未造成热变形性能的明显 差异 。 a2e号试样真应力 2真应变曲线见图 4。由图 4、 表 1可见 , e号试样 M g2 Si最低 ,流变应力最小 ; a号次 之 ,流变应力次之 。钛含量变化 ( 0101 % ～0105 % )并
HV
试样号
试样变形前 热处理制度
变形条件
热变形 前硬度
热变形 后硬度
热变形后 200 ℃ ×2 h 时效硬度
c - 01
固溶 ,水冷 , 250 ℃ ×3 h空冷
500 ℃ 0125 s - 1
5317
5118
6817
c - 02
固溶 ,水冷 , 250 ℃ ×3 h空冷
480 ℃ 0101 s - 1
试样号 细化方法
wB / %
Байду номын сангаас
Si
Fe Mg
Ti RE M g2 Si
a
GRA I
01374 01107 0 01527 01014 0 - 01835 5
b
GRA I
01377 01107 0 01548 01024 1 - 01868 8
c
GRA I
01370 01105 0 01551 01039 1 - 01873 6
d
GRA I
01366 01102 0 01534 01050 0 - 01846 6
e
GRA I
01361 01099 5 01503 01067 2 - 01797 5
f
A l25Ti21B 01386 01114 01498 01014 6 - 01789 5
g GRA I +A l2RE 01380 01105 0 01497 01022 7 0128 01788 0
h GRA I +Al - B +Al2RE 01392 01115 0 01492 01024 0 0129 01780 0
2 试验结果及分析
金 [ 4, 5 ] 。本课题通过均匀化处理改变 6063 铝合金的微
c号热变形试样热变形前后硬度测试结果见表 2。
观组织 ,同时对 6063 铝合金热变形行为及变形前后的 图 1为 c21～c24号试样真应力 2真应变曲线 。由表 2、图
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19
特种铸造及有色合金 2007年第 27卷第 1期
250℃ ×3 h时效的试样流变应力变化比较复杂 ,随着
变形的进行 ,流变应力从最低逐渐与固溶 + 190 ℃ ×10
h时效及固溶试样接近 ,真应变超过 0125后 ,流变应力
最高 。
表 2 C号试样硬度
5317
4619
5419
c- 1
固溶 ,水冷 ,
500 ℃ 0125 s - 1
3515
4311
65139
c- 2
固溶 ,水冷 ,
500 ℃
400 ℃ ×6 h,空冷 0125 s - 1
3118
4116
6116
c- 3
固溶 ,水冷 ,
500 ℃
250 ℃ ×3 h,空冷 0125 s - 1
5317
6063铝合金晶粒细化方式和化学成分见表 1。实 验室中细晶铝锭熔炼 6063 铝合金的工艺为 : 把熔炼 6063铝合金所需含 Ti量的细晶铝锭或纯铝放入 7 kW
的增加 , 560 ℃ ×6 h固溶与固溶 + 190 ℃ ×10 h时效 的试样的流变应力逐渐接近 。固溶 + 400 ℃ ×6 h时效 的试样 ,在整个变形范围内流变应力最低 。固溶 +
3916
6415
固溶 ,水冷 ,
500 ℃
c - 4 190 ℃ ×10 h,空冷 0125 s- 1
7718
4714
6917
注 :固溶热处理制度为 560 ℃ ×6 h,水冷温度为 65～85 ℃
变形前热处理制度为固溶 + 400 ℃ ×6 h的试样 , 变形前硬度最低 ,表明析出相以平衡 M g2 Si相为主 。热 变形后进行 200 ℃ ×2 h时效 ,合金硬度最低 ,表明热变 形过程中 ,粗大析出相未全部固溶 ,后继时效时未能完 全发挥其强化作用 。热变形前热处理制度为固溶 + 190 ℃ ×10 h时效的试样 ,变形前硬度最高 ,热变形后 200 ℃ ×2 h时效 ,合金硬度最高 ,表明变形前析出相为 共格或半共格相 ,在高温变形过程中此类析出相很快溶 于基体中 ,变形结束后水冷 , M g、Si大部分固溶于基体 中 , 200 ℃ ×2 h时效后硬度达到最高值 。
收稿日期 : 2006 - 10 - 20 基金项目 :河南省科技攻关项目 (0624250012) 第一作者简介 :左秀荣 ,女 , 1967年出生 ,博士 ,副教授 ,郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室 ,郑州 ( 450052 ) ,电话 : 0371 - 67767776, E -