6061铝合金等通道转角挤压时的流变性能
6061铝合金挤压型材性能影响因素分析
6061铝合金挤压型材性能影响因素分析【摘要】挤压是铝型材加工中常用的一种方法,而挤压过程中的各种因素对最终产品的性能有着重要影响。
本文通过对6061铝合金挤压型材的性能影响因素进行分析,包括其化学成分、制备工艺、挤压温度、挤压压力以及热处理工艺对性能的影响进行探讨。
通过综合分析这些因素,可以更好地了解挤压型材的性能形成机制,为提高产品质量和性能提供理论依据。
在未来的研究中,可以进一步深入探讨这些因素之间的相互作用,以更好地优化挤压型材的生产工艺,促进铝型材行业的发展。
【关键词】6061铝合金,挤压型材,性能影响因素,化学成分,制备工艺,挤压温度,挤压压力,热处理工艺,综合分析,研究展望。
1. 引言1.1 背景介绍6061铝合金是一种常用的铝合金材料,具有优良的机械性能和耐腐蚀性能,广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
挤压型材是一种常见的材料成形工艺,通过挤压可以生产出各种截面形状复杂的铝合金型材,具有高强度、高韧性和优异的表面质量。
挤压型材的性能受到多种因素的影响,包括化学成分、挤压工艺参数和热处理工艺等。
了解这些影响因素对挤压型材性能的影响,有助于优化挤压工艺,提高挤压型材的质量和性能。
1.2 研究目的研究目的是通过分析6061铝合金挤压型材的性能影响因素,探讨不同因素对挤压型材性能的影响规律,为优化挤压型材制备工艺提供理论依据。
具体来说,我们将通过对6061铝合金的化学成分、挤压型材制备工艺、挤压温度、挤压压力以及热处理工艺等因素进行系统研究,深入分析它们对挤压型材性能的影响机制。
通过这些研究,我们旨在揭示不同因素对挤压型材强度、耐热性、耐腐蚀性等性能的影响程度,为实际生产中的挤压型材制备和质量控制提供科学依据。
通过对挤压型材性能影响因素的综合分析,可以为未来的研究提供方向和展望,推动6061铝合金挤压型材的研究和应用。
2. 正文2.1 6061铝合金的化学成分6061铝合金是一种常用的铝合金材料,其化学成分对其性能有着重要影响。
6061铝合金挤压型材性能影响因素分析
6061铝合金挤压型材性能影响因素分析1. 引言1.1 背景介绍6061铝合金是一种常用的铝合金材料,具有优良的强度、耐腐蚀性和可焊性,被广泛应用于航空航天、汽车制造、造船和建筑等领域。
挤压是一种常见的加工方法,可以将铝合金材料通过压力挤压成各种截面形状的型材,具有高强度和良好的表面质量。
挤压型材的性能受多种因素影响,包括材料的成分和组织结构、挤压工艺参数、热处理和表面处理等。
了解这些因素对6061铝合金挤压型材性能的影响,对于优化生产工艺、提高产品质量具有重要意义。
本文将对6061铝合金的组成与性能、挤压型材的制备工艺、影响挤压型材性能的因素进行分析,并重点探讨热处理和表面处理对挤压型材性能的影响。
通过综合分析这些因素,旨在为进一步研究和优化6061铝合金挤压型材提供参考,并展望未来的研究方向。
1.2 研究目的6061铝合金是一种广泛应用于航空航天、汽车、铁路等领域的铝合金材料,而挤压型材是6061铝合金的常见制品之一。
研究挤压型材的性能影响因素,对于优化6061铝合金挤压型材的性能具有重要意义。
本研究旨在深入分析6061铝合金挤压型材的性能影响因素,探讨热处理和表面处理对挤压型材性能的影响机制,为进一步提高6061铝合金挤压型材的性能提供科学依据。
通过对挤压型材制备工艺的研究,可以优化生产工艺,提高挤压型材的加工质量和稳定性。
本研究还将对未来研究方向进行展望,为进一步深入探讨6061铝合金挤压型材性能影响因素提供思路和方向。
2. 正文2.1 6061铝合金的组成与性能6061铝合金是一种常用的铝合金材料,它的主要成分是铝、镁和硅。
镁的含量约为0.8%-1.2%,硅的含量约为0.4%-0.8%,其余成分包括铜、锰、铬和锌等。
这些成分的比例和含量对6061铝合金的性能有着重要影响。
6061铝合金具有优良的机械性能,具有较高的强度和硬度,同时具有良好的耐腐蚀性能。
这使得6061铝合金广泛应用于航空航天、汽车工业、电子产品和建筑等领域。
6061铝合金挤压型材性能影响因素分析
6061铝合金挤压型材性能影响因素分析6061铝合金是一种热可加工的铝合金,常用于挤压型材的生产。
挤压是指将铝合金加热至较高温度后通过模具以一定形状挤压成型的工艺。
在挤压型材的生产中,影响其性能的因素有很多,包括合金成分、挤压温度、挤压速度、模具设计等等。
在本文中,将对6061铝合金挤压型材的性能影响因素进行分析。
首先要介绍的是6061铝合金的成分。
6061铝合金主要成分为镁、硅、铜和锌。
这种合金具有优良的强度和耐腐蚀性能,被广泛应用于航空航天、船舶制造、汽车制造等领域。
合金中的每种元素都会对挤压型材的性能产生影响。
镁可以增加合金的硬度和强度,硅可以增加合金的耐热性,铜和锌可以增加合金的耐腐蚀性。
在挤压型材生产中,需要根据具体的使用要求来确定合金的成分。
其次是挤压温度的影响。
挤压温度是指将合金加热至一定温度后进行挤压成型的工艺参数。
挤压温度对挤压型材的组织和性能有着重要的影响。
过高的挤压温度会导致合金的晶粒长大,从而降低了合金的强度和硬度,影响了挤压型材的机械性能。
而过低的挤压温度会使合金的变形抗力增大,增加了挤压过程中的变形难度。
在挤压型材的生产中,需要选择合适的挤压温度,以达到最佳的性能和工艺要求。
另外还有模具设计的影响。
模具是挤压型材生产中的关键设备,直接影响了型材的形状和性能。
模具的设计包括模具结构、模腔形状、挤压头形状等。
合适的模具设计可以保证挤压型材生产出均匀和规整的产品,从而获得较好的性能。
而不合理的模具设计会导致产品形状不规整,影响产品的使用性能。
6061铝合金等温挤压热变形行为研究及工艺参数优化
6061铝合金等温挤压热变形行为研究及工艺参数优化6061铝合金是一种常见的铝合金材料,具有良好的可加工性和机械性能。
在制造过程中,等温挤压热变形是一种常用的加工方法。
本文旨在研究6061铝合金的等温挤压热变形行为,并通过优化工艺参数来改善材料的力学性能。
首先,需要对6061铝合金进行相关实验,以获取材料的热变形行为数据。
实验可采用实验室内制备的铝合金试样进行。
挤压热变形实验的基本步骤如下:1.制备试样:制备合适尺寸的铝合金试样,常用形状为圆柱形或矩形。
2.加热试样:将试样加热至材料的变形温度,即等温挤压温度。
3.进行挤压实验:将加热试样放置于挤压设备中,施加压力进行挤压。
挤压过程中应保持试样温度稳定。
4.记录数据:记录试样的变形力、变形速率、变形温度等数据。
通过上述实验可得到6061铝合金的等温挤压热变形行为数据,如应力-应变曲线、力学性能参数等。
接下来,需要针对这些实验数据进行分析并进行工艺参数优化。
工艺参数优化的目标是在保证工件成形质量的前提下,尽可能提高材料的力学性能。
在等温挤压热变形过程中,可优化的工艺参数包括挤压温度、挤压速度、保温时间等。
优化的具体步骤如下:1.提取关键力学性能参数:从实验数据中提取关键的力学性能参数,如抗拉强度、屈服强度、延伸率等。
2.建立优化模型:将力学性能参数与工艺参数建立关联模型,可采用响应面法或人工神经网络等方法。
3.进行参数优化:利用建立的优化模型,通过设计试验或数值优化方法,寻找最佳的工艺参数组合。
4.验证优化效果:采用优化后的工艺参数进行试验验证,比较优化前后材料的力学性能差异,并进行统计分析。
通过上述步骤,可以对6061铝合金的等温挤压热变形行为进行研究,并通过优化工艺参数来改善材料的力学性能。
该研究对于提高铝合金材料的加工技术和应用具有重要意义,对于工程实践具有指导价值。
《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。
6061铝合金挤压型材性能影响因素分析
6061铝合金挤压型材性能影响因素分析6061铝合金是一种热处理可强化的铝合金,具有优异的强度、抗腐蚀性和加工性能,广泛应用于航空、航天、汽车制造等领域。
而6061铝合金挤压型材则是在热挤压工艺中制成的,具有复杂的形状和结构,其性能受到多种因素的影响。
一、原材料6061铝合金通常由铝、镁、硅等元素组成,其中镁和硅的含量对合金的性能影响较大。
过高或过低的镁含量会导致合金硬度变化,从而影响挤出后的性能;而过高的硅含量会使合金的熔点升高,使得挤压过程变得更加困难,影响型材的质量。
二、挤压压力和温度挤压压力是影响6061铝合金挤压型材性能的重要因素之一。
若挤压压力不够大,会导致型材的表面光洁度不佳、壁厚不均匀等问题;而过大的挤压压力则会使型材的内部产生太多的应力,并可能出现裂纹和不均匀的孔隙结构。
挤压温度也是影响型材性能的重要因素之一。
温度过高易使铝合金软化,形变能力加强,但容易导致材料流滞,内部应力增大;温度过低则会导致合金难以塑性变形,使挤压过程变得更加困难。
三、挤压模具设计挤压模具设计不当也会影响6061铝合金挤压型材的性能。
模具壁厚过大或孔隙结构设计不当会导致型材壁厚不均匀、表面粗糙度大等问题;而模具中心线偏离原材料中心线过多,也会使得型材的结构和形状产生变化。
四、后处理工艺6061铝合金挤压型材通常需要进行灰化、氧化、喷漆等后处理工艺,这些工艺也会影响型材的性能。
例如,喷涂时涂层厚度不均匀、氧化不完全等问题会影响型材的耐腐蚀性和表面质量。
综上所述,原材料、挤压压力和温度、挤压模具设计以及后处理工艺等因素都会影响6061铝合金挤压型材的性能,因此在挤压加工过程中应充分考虑这些因素的影响,尽可能做到合理设计和控制,以保证型材的质量和性能。
6061铝合金高温流变行为
2 0 1 5年 4月
塑性 工程 学报 Y ENGI NEER1 NG
Vo1 .2 2 No. 2 Apr . 2 01 5
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 7 — 2 0 1 2 . 2 0 1 5 . 0 2 . 0 1 7
Ab s t r a c t : A s e t o f h o t c o mp r e s s i o n e x p e r i me n t 6 0 6 1 a l u mi n u m a l l o y wa s c a r r i e d o u t o n t h e Gl e e b l e 一 3 5 0 0 t h e r ma l — me c h a n i c a l t e s t s y s t e m. Th e t r u e s t r e s s — t r u e s t a i n c u r v e s we r e o b t a i n e d i n t h e c o n d i t i o n o f t e mp e r a t u r e s 3 5 0℃ , 4 0 0。 C,4 3 0。 C,4 6 0 C ,4 8 0” C a n d 5 0 0℃ , s t r a i n r a t e 0 . 0 0 1 s 一 , 0 . 0 1 s ,0 . 1 s 一 , 1 s a n d 1 0s 一 . B y u s i n g t h e o b t a i n e d e x p e r i me n t a l d a t a 。t h e h o t d e f o r ma —
度 为 T一4 2 0 ℃~4 5 O 。 C。
6061铝合金挤压型材性能影响因素分析
6061铝合金挤压型材性能影响因素分析6061铝合金是一种常用的铝合金材料,具有良好的机械性能和耐蚀性能,广泛用于航空航天、汽车、建筑等领域。
挤压是铝合金成型的一种常用工艺,对于挤压型材的性能影响因素分析如下:1. 合金成分:合金成分是影响挤压型材性能的关键因素之一。
6061铝合金的主要合金元素是铝、镁和硅,适量的镁和硅可以提高铝合金的强度和硬度,改善其机械性能。
2. 固溶处理:6061铝合金经过固溶处理可以进一步提高其强度和硬度。
固溶处理的工艺参数(如温度、时间等)会对挤压型材的组织结构和性能产生影响。
3. 挤压工艺:挤压工艺是决定挤压型材性能的重要因素之一。
挤压温度、挤压速度、挤压比、模具几何形状等参数的选择会直接影响到挤压型材的细晶度、形变硬化效应和晶粒取向等性能。
4. 热处理:6061铝合金经过适当的热处理可以进一步改善其性能。
常用的热处理工艺有时效处理和人工时效处理,可以通过调整热处理工艺参数来控制挤压型材的硬度、强度和耐腐蚀性能。
5. 缺陷:挤压过程中可能会产生各种缺陷,如气孔、裂纹等,这些缺陷会对挤压型材的性能产生负面影响。
挤压工艺的控制和缺陷的检测与修复对于保证挤压型材的性能至关重要。
6. 晶粒度:挤压型材的晶粒度是影响其性能的重要参数。
较细的晶粒可以提高挤压型材的强度和硬度,改善其抗疲劳和耐腐蚀性能。
7. 冷变形:6061铝合金挤压过程中会经历较大的冷变形,冷变形可以提高挤压型材的强度和硬度,但过大的冷变形可能会导致挤压型材的塑性降低、裂纹产生等问题。
6061铝合金挤压型材的性能受到合金成分、固溶处理、挤压工艺、热处理、缺陷、晶粒度和冷变形等多个因素的影响。
在实际生产中,需要通过合理的工艺参数选择和质量控制来确保挤压型材的性能达到要求。
6061铝合金挤压型材性能影响因素分析
6061铝合金挤压型材性能影响因素分析6061铝合金是一种常用的铝合金材料,具有优良的机械性能和耐腐蚀性能,因此被广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶制造、建筑领域等。
挤压成型是6061铝合金常用的加工工艺之一,通过挤压成型可以获得各种各样的型材,满足各种工程项目的需求。
6061铝合金挤压型材的性能受到多种因素的影响,本文将对挤压型材性能的影响因素进行分析。
1.合金成分6061铝合金的主要合金元素为铝和镁,同时含有少量的铜、锌、锰、硅等元素。
合金成分对挤压型材的性能影响非常显著。
合金成分的不同会影响到挤压型材的强度、硬度、塑性等力学性能。
一般来说,合金元素含量的增加会提高挤压型材的强度和硬度,但可能会降低其塑性。
在挤压成型过程中需根据实际需要来调整合金成分,以获得符合要求的挤压型材性能。
2.挤压工艺参数挤压工艺参数包括挤压温度、挤压速度、挤压比、模具结构等。
这些工艺参数的变化都会对挤压型材的性能产生影响。
挤压温度的升高有利于提高挤压型材的塑性,但温度过高可能会导致晶粒粗化,降低强度。
挤压速度的增加会提高挤压型材的强度和硬度,但可能会降低其塑性。
挤压比的增加会提高挤压型材的强度,但可能会增加模具磨损。
在挤压成型过程中,需要根据合金成分和型材要求来合理选择挤压工艺参数,以获得理想的挤压型材性能。
3.热处理工艺6061铝合金经过适当的热处理可以获得良好的力学性能。
常用的热处理工艺包括固溶处理和人工时效处理。
固溶处理可以使合金元素溶解均匀,消除材料中的组织缺陷,提高塑性和韧性;人工时效处理可以通过沉淀硬化作用提高合金的强度。
热处理工艺对挤压型材的性能影响非常显著,通过合理的热处理工艺可以获得理想的挤压型材性能。
4.表面处理挤压型材通常需要进行表面处理以提高其耐腐蚀性能和美观度。
常用的表面处理包括阳极氧化、喷砂、喷涂等。
这些表面处理对挤压型材的性能影响不容忽视,例如阳极氧化可以形成致密的氧化膜,提高挤压型材的耐腐蚀性能;喷砂可以增加挤压型材的粗糙度,提高涂层附着力。
6061铝合金等温挤压工艺参数优化及粗晶环机理研究
6061铝合金等温挤压工艺参数优化及粗晶环机
理研究
已经完成
6061铝合金是非常重要的一种工程材料,因为它具有良好的力学性能及优良的导电性,因此它已被广泛地应用于各种工程应用领域。
随着高技术的发展,6061铝合金在结构件上的表现也得到显著的提高,如空间宇航、航空航天及其他新兴领域等。
为了达到更好的机械性能,确保结构件的安全性与可靠性,6061铝合金必须进行细致的挤压工艺参数优化处理。
然而,在参数优化过程中,我们面临着由于50千大斤以上的负荷而引起的参数优化困难。
为了解决这个问题,我们首先应清楚地理解和确定挤压过程中的主要变量,即温度、挤压速度和模具尺寸等参数,并加以优化,以获得最佳的机械性能。
例如,在确定温度范围和最佳挤压速度时,应进行研究来估算晶粒尺寸,以及晶界和表界众多参数,以确定6061铝合金的力学性能。
此外,为了更深入地研究6061铝合金的挤压工艺参数优化,我们还应研究粗晶环的形成原理。
粗晶环是由于不同晶粒间的相互滑动而形成的晶粒界面,粗晶环可以对空隙的分布形态和夹杂物的成分产生重要的影响,从而大大提高材料的力学性能。
因此,进行粗晶环机理研究有助于更准确地了解6061铝合金在经过挤压工艺参数优化后的塑性变形行为和构效关系,从而有效地发挥6061铝合金的潜在机械性能,有助于挤压工艺参数优化。
综上所述,6061铝合金挤压工艺参数优化及粗晶环机理研究在更准确地了解并掌握6061铝合金的潜在性能方面有重要的意义,它不仅可以节省很多的时间和费用,而且还能够极大地提高我们的生产效率和产品性能。
6061铝合金挤压型材性能影响因素分析
6061铝合金挤压型材性能影响因素分析6061铝合金被广泛应用于航空、航天、汽车、电子等领域,其优良的机械性能和加工性能受到了越来越多的关注。
挤压成形是制备6061铝合金型材的常见方法之一,其性能受到许多因素的影响,本文将分析这些影响因素。
1.合金成分合金成分是影响6061铝合金挤压型材性能的重要因素之一。
合金的添加量和种类决定了材料的硬度、强度、耐腐蚀性、耐磨性等性能。
在实际生产中,合金中添加适量的Si、Mg、Cu等元素可以提高6061铝合金的硬度和强度,同时保持其加工性能和耐腐蚀性。
2.挤压温度挤压温度对于材料的微观结构和宏观性能有很大影响。
在挤压过程中,高温可以使6061铝合金的变形容易,从而降低挤压压力和提高挤压速度,同时由于温度升高导致合金元素分布更加均匀,可以得到更加均匀的材料性能。
但是,温度过高也会导致合金元素的蒸发和氧化,从而降低6061铝合金的性能。
3.挤压比挤压比是指挤压型材的截面积与挤压口截面积之比。
挤压比对挤压型材的微观结构和力学性能有很大影响。
如果挤压比较小,会导致挤压良品率低和挤压压力高,同时也会影响材料的韧性和延展性。
如果挤压比较大,可以得到更细致的组织结构和更高的强度,但会降低材料的塑性。
4.挤压速度挤压速度对于材料的微观结构和宏观性能也有较大影响。
挤压速度较快可以降低挤压过程中的摩擦力和能量损失,从而保证材料的均匀性和提高挤压良品率。
但是挤压速度过快也会导致内部应力集中和脆性断裂等缺陷,从而降低材料的强度和韧性。
综上所述,合理的合金成分、挤压温度、挤压比和挤压速度是制备优良6061铝合金型材的关键因素。
在生产过程中,需要根据实际情况进行合理的优化,以获得最佳的材料性能和生产效益。
6061铝合金等温挤压热变形行为研究及工艺参数优化
6061铝合金等温挤压热变形行为研究及工艺参数优化本文以铝棒材为研究对象,考察了热处理工艺对6061铝合金显微组织及力学性能的影响,借助THERMORESTOR-W热模拟实验机、DEFORM 3D/2D商业有限元软件以及金相组织观察分析等手段,对6061铝合金等温挤压变形行为进行了系统的研究。
具体内容包括:采用不同的热处理工艺对6061铝合金进行固溶时效处理,考察了不同热处理条件对6061铝合金显微组织及力学性能的影响;进行了单轴压缩实验,获得该铝合金在不同应变速率和不同温度条件下流变应力曲线;探讨了该铝合金在热挤压变形过程中流变曲线及流变应力的变化规律,使用有限元分析软件DEFORM 3D/2D,建立了考虑热传导、对流、摩擦和塑性功等多种边界条件的热-力耦合温度场的有限元模型,并在此基础上分析了该类铝合金在热挤压过程中材料的微观组织演变。
研究得出以下结论:1、6061铝合金经过固溶时效后,强度有了明显的提高。
该系合金的主要强化相为Mg2Si,随着固溶温度的升高,合金的强化相Mg2Si充分地固溶在合金中,经时效后弥散的分布在基体中,提高了合金的硬度。
比较得到,在固溶温度为530℃,保温6 h,时效温度为173℃,保温3 h时试样获得较高的综合性能。
2、通过单轴压缩实验,获得6061铝合金不同应变速率和不同温度条件下应力-应变曲线,发现变形温度和应变速率是影响6061铝合金流变性能的重要因素,同一应变速率下变形温度越高流变应力越低,同一变形温度下应变速率越高,流变应力越高。
3、6061铝合金高温变形时的流变行为可以用Zener-Hollomon参数的双曲线方程较好地描述。
通过实验和数值拟合确定各项材料系数,其本构方程可表示为ε=1.88×1010[sinh(0.0606σ)]20.889 exp(-393.8354/RT)其Z参数可表示为Z=εexp(393.8354/RT)。
4、通过不同挤压工艺条件的匹配模拟,结合关键讨论,发现在挤压速度为10mm/s,挤压坯料和模具预热温度为400°C条件下,出料口制品温度达到453°C,制品横截面温度梯度差可控制在10℃以内,可基本实现等温挤压,是一组优化的工艺参数。
6061铝合金挤压型材性能影响因素分析
文章编号:2096 − 2983(2019)06 − 0021 − 05DOI: 10.13258/ki.nmme.2019.06.0046061铝合金挤压型材性能影响因素分析赵 芳, 胡 皓, 荣 伟, 陆宏韬, 刘旭东(辽宁忠旺集团有限公司,辽宁 辽阳 111003)摘要:针对实际生产中T6状态下6061铝合金挤压型材性能不合格的现象,研究了成分、组织与固溶制度对其性能的影响规律。
结果表明,影响6061铝合金挤压型材性能的因素主要是元素配比及合金固溶程度。
当合金中Mg 过剩时,虽能提高型材抗蚀性,但强度及塑性也随之下降。
当固溶温度为510 ℃,随着固溶时间的延长,第二相在基体中的溶解度升高;当固溶时间为45 min 时,随着固溶体温度的升高,力学性能呈现上升趋势,当固溶温度达到480 ℃时,合金强度明显提高。
当固溶时间为45 min ,随着固溶温度的提高,T6状态下6061铝合金挤压型材的强度总体呈现逐渐提高的趋势,而伸长率和电导率变化不明显.关键词:6061铝合金;性能;电导率;固溶温度中图分类号:TG 146 文献标志码:AAnalysis on the Factors Affecting the Performance of 6061Aluminum Alloy Extruded ProfilesZHAO Fang , HU Hao , RONG Wei , LU Hongtao , LIU Xudong(Liaoning Zhongwang Group Co., Ltd., Liaoyang 111003, China)Abstract: In view of the phenomenon that the properties of 6061-T6 aluminum alloy extruded profile isunqualified in the actual production, the influence of composition, structure and solid solution system on 6061 aluminum alloy extruded profile was explored by studying the performance change of profile. The results show that the main factors affecting the properties of 6061 aluminum alloy extruded profile are the element proportion and the solid solution degree of the alloy. When the Mg in the alloy is excessive,the corrosion resistance of the profile is improved, but the strength and plasticity are decreased. When the solution temperature is 510 ℃, the solubility of second phase in the matrix is increased with the increase of solution time. When the solution time is 45 min, the mechanical properties are increased with the increase of the solution temperature. When the solution temperature reaches 480 ℃, the strength of the alloy is obviously increased. When the solid solution time is 45 min, the strength of the 6061-T6aluminum alloy extruded profile shows a gradually tend with the increase of solution temperature,however, the change of elongation and conductivity is not obvious.Keywords: 6061 aluminum alloy ; property ; electrical conductivity ; solution temperature有 色 金 属 材 料 与 工 程第 40 卷 第 6 期NONFERROUS METAL MATERIALS AND ENGINEERING Vol. 40 No. 6 2019收稿日期:2019−01−12基金项目:国家重点研发计划资助项目(2016YFB0300902)作者简介:赵芳(1983—),男,助理工程师。
6061铝合金ECAP变形后的微观组织和硬度
6061铝合金ECAP变形后的微观组织和硬度作者:王明华来源:《山东工业技术》2015年第07期摘要:对经过固溶时效处理的6061铝合金在室温下进行了4道次挤压。
采用光学显微镜分析了试样ECAP变形前后的显微组织变化,采用洛氏硬度计对6061合金ECAP变形前后进行了硬度测试。
结果表明:ECAP工艺不仅能够细化6061铝合金晶粒,而且可提高6061铝合金硬度,经过2道次挤压后,合金洛氏硬度有了较明显的提高,但在随后道次的变形中,合金的洛氏硬度呈缓慢的下降趋势,并且随着变形道次的增加,挤压试样的各部分洛氏硬度值趋于一致,挤压试样各部分变形趋于均匀。
关键词:6061铝合金;等通道转角挤压;晶粒细化;洛氏硬度等通道转角挤压(equal channel angular pressing,简称ECAP)是一种能使多晶金属试样产生强烈塑性变形以实现晶粒细化的技术 [1,2]。
相对传统金属材料塑性加工工艺而言,由于材料的横截面面积和截面形状在ECAP变形过程中不会改变,因而可以实现材料的反复定向、均匀剪切变形,在获得大变形量同时又能使材料晶粒组织得到显著细化 [3-7]。
由于ECAP 能有效地细化材料晶粒,制备大块超细晶材料,因而目前该工艺受到材料科学界的普遍关注。
6061 铝合金属于热处理可强化合金,具有良好的可成型性、良好的抗腐蚀性、可焊接性。
广泛应用于要求有一定强度和抗蚀性高的各种工业结构件,如制造卡车、塔式建筑、船舶等。
本文以6061铝合金为研究对象,在室温下进行等通道转角挤压,分析挤压行为,研究6061铝合金挤压前后微观组织和硬度变化。
1 实验过程与方法1.1 模具介绍等通道转角挤压工艺和模具示意图如图1所示,变形通道的内转角Φ为90°,外转角为0°。
1.2 实验材料实验所用材料是商用6061铝合金,将材料加工成15×15×65mm的方料,首先对试样进行固熔时效热处理。
6061铝合金挤压型材性能影响因素分析
6061铝合金挤压型材性能影响因素分析6061铝合金是一种常用的挤压型材材料,具有良好的热处理性能、可焊性、机械性能和耐腐蚀性能。
本文将分析6061铝合金挤压型材的性能影响因素。
合金成分是影响6061铝合金性能的重要因素之一。
6061铝合金主要由铝、镁和硅组成,适量的铜、锰、锌等元素参与合金化也能改善材料的力学性能。
合理的合金成分可以调整材料的硬度、耐腐蚀性和可焊性等性能。
挤压工艺参数也是影响6061铝合金挤压型材性能的关键因素。
挤压工艺中的挤压速度、温度、模具设计等参数直接影响到材料的晶粒尺寸、晶粒取向和内部应力分布等性能。
合理的工艺参数能够使材料得到均匀细小的晶粒,提高材料的强度和塑性。
热处理工艺也是影响6061铝合金性能的重要因素。
经过适当的固溶处理和时效处理,可以调整材料的硬度、强度和耐腐蚀性能。
固溶处理可以使合金中的固溶体均匀溶解,时效处理则促使溶质在基体中析出硬化相,提高材料的强度。
6061铝合金的表面处理也对其性能有一定影响。
表面处理可以提高铝合金的耐腐蚀性、硬度和装饰性能。
常见的表面处理方法包括阳极氧化、喷砂、电泳涂漆等,可以根据需要选择合适的处理方法。
6061铝合金的微观组织结构也会影响其性能。
挤压过程中,铝合金经过变形和再结晶,形成不同的晶粒形貌和晶粒界面特征,对材料的性能产生影响。
合适的挤压温度和变形度能够使晶粒得到均匀、细小的分布,提高材料的力学性能。
6061铝合金挤压型材性能的影响因素包括合金成分、挤压工艺参数、热处理工艺、表面处理和微观组织结构等。
针对不同的应用需求,可以通过调整这些因素来改善材料的性能。
6061铝合金等通道转角挤压时的流变性能
第32卷第2期2011年2月材料热处理学报TRANSACTIONS OF MATERIALS AND HEAT TREATMENTVol .32No .2February20116061铝合金等通道转角挤压时的流变性能董洪波,黄映霞(南昌航空大学航空制造工程学院,江西南昌330063)摘要:分别对退火态和固溶时效态6061铝合金进行8道次及4道次等通道转角挤压,用有限元软件Deform-3D 模拟变形过程,研究连续大变形对组织性能的影响规律。
结果表明:等通道挤压使晶粒破碎细化,金属流线走向与剖面对角线方向基本一致;退火态合金的表面硬度随变形道次增加而升高,各道次挤压载荷峰值没有随着变形道次增加而单调增加,而是经历一个升高、降低、再升高的过程。
固溶时效态合金的表面硬度在2道次变形后达到了峰值,其载荷峰值也在第2道次变形时最高。
硬度值的变化规律与强化因素及位错的运动有关,而载荷的变化规律与摩擦力的变化及其对载荷的贡献大小有关。
模拟结果发现,挤压载荷峰值随着变形道次的增加而增大,与实测值不相符。
由于剧烈变形使合金组织性能变化较大,因此需要适当修正材料本构关系,才能正确反映其流变行为。
关键词:6061铝合金;热处理;等通道转角挤压;流变性能中图分类号:TG146.2文献标志码:A文章编号:1009-6264(2011)02-0070-06Flow properties of 6061aluminum alloy processed by equal channel angular extrusionDONG Hong-bo ,HUANG Ying-xia(School of Aeronautical Manufacturing Engineering ,Nanchang Hangkong University ,Nanchang 330063,China )Abstract :Extrusion deformation experiments for annealed and solution-aged 6061aluminum alloy were carried out by using equal channel angular extrusion (ECAE )technique.The samples were extruded in the ECAE die for eight and four passes at room temperature ,respectively.Meanwhile ,the deformation behavior of the alloy was simulated by FEM using software Deform-3D.The deformed microstructure and flow properties of 6061aluminum alloy were investigated.The results show that the grains are refined by equal channel angular extrusion ,and the metal flow lines distribute nearly along the diagonal direction on longitudinal section.The surface hardness of annealed 6061aluminium alloy increases continuously with increasing the ECAE passes.However ,the peak value of deforming load in each ECAE process does not show monotonic increase with increasing passes ,but rises at first ,then falls down ,and increases again.The maximum surface hardness and maximum deforming load of the solution-aged 6061aluminium alloy occurs after ECAE for two passes.Surface hardness of the alloy depends on its strengthening mechanisms and movement of dislocations ,and deforming load is related to the friction of ECAE die and sample and material strength.The simulation shows that the peak value of deforming load for each ECAE pass increase slowly with increasing of strain ,so the calculated values are not in agreement with the measured ones.In order to characterize the flow behavior of the alloy correctly ,the constitutive relationship of the material should be modified properly due to the change of its microstructure and properties greatly with severe plastic deformation.Key words :6061aluminum alloy ;heat treatment ;equal channel angular extrusion ;flow properties收稿日期:2010-04-06;修订日期:2010-07-19基金项目:国家科学基金资助项目(50964012)作者简介:董洪波(1972—),副教授,博士,电话:0791-3863032,E-mail :donghbo@ 。
挤压对6N01铝合金型材性能均匀性的影响
挤压对6N01铝合金型材性能均匀性的影响发表时间:2019-09-10T16:17:30.470Z 来源:《工程管理前沿》2019年10期作者:[导读] 型材性能均匀性的变化与力学性能有内在联系,另外还受热挤压变形与冷却速度等工艺的影响。
挤压对6N01铝合金型材性能均匀性的影响【摘要】目的:明确挤压对6N01铝合金型材性能均匀度的影响;方法:选择T4状态6N01铝合金型材,在不同位置进行取样,期间按照金属材料室温拉伸法、电子万能材料试验机分别确定材料的延伸率、屈服强度与拉伸强度,而后再通过显微装置扫描材料的微观变化;结果:铝合金截面性能均匀度受屈服强度与延伸率影响较大,受抗拉强度影响较小,不同取样走向对延伸率与屈服强度影响较大,对抗拉强度影响较小,且型材性能数值的变化与挤压方向、微观晶粒有直接的关联性;结论:型材性能均匀性的变化与力学性能有内在联系,另外还受热挤压变形与冷却速度等工艺的影响。
【关键词】铝合金;型材性能;挤压均匀性;截面质量6N01铝合金型材常用于高速车辆的结构内,其材料既有较高的强度,优异的成型性能,而且也更便于焊接,因此在薄壁中空大型型材中应用较广泛。
而结合T4状态相关资料可知,多数材料在经由固溶处理后,其自然时效与稳定状态都会受到较明显的影响,关于6N01铝合金型材在T4状态下材料性能的数据较少,因此为使材料更好的应用于高速车辆产业,使材料性能在生产流程中免受影响。
故而,挤压对6N01铝合金型材性能均匀性有何影响,相关企业与试验人员理应给予足够关注。
一、试验方法本试验选用高速车辆常用的双腔室6N01铝合金型材,其界面呈“日”字形,在常温环境中,结构稳定且受挤压影响较小。
为明确此型材在T4状态下的力学性能,需实现确定型材不同位置的取样方案,而后再采用金属材料室温拉伸实验法(GB/T228-2010)与电子完成材料试验机(CSS=44200)对材料施以拉伸试验,以便确定材料的均匀度、延伸率、屈服强度与抗拉强度。
6061挤压工艺
6061挤压工艺6061挤压工艺是一种常见的金属加工工艺,广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑工程等领域。
挤压工艺通过将铝合金6061材料放入挤压机中,加热至一定温度后,通过挤压机的压力将铝材料压制成各种形状的截面。
这种工艺具有高效、节能、材料利用率高等优点,成为现代工业中不可或缺的一部分。
6061铝合金是一种常见的铝合金材料,具有良好的可加工性和机械性能。
在挤压工艺中,首先需要将6061铝材料进行预热处理,以提高其可塑性。
然后将预热后的铝材料放入挤压机的料筒中,通过加热和挤压的作用,使铝材料在模具内受到强大的挤压力,从而得到所需的形状。
挤压工艺的关键是挤压机。
挤压机由料筒、模具、压头等组成。
料筒是放置铝材料的容器,通过加热装置将铝材料加热至一定温度。
模具是决定挤压铝材料形状的关键部分,它可以根据产品的要求设计成不同的形状和尺寸。
压头是挤压机的核心部分,通过压力将铝材料在模具中挤压成所需形状。
挤压工艺具有很多优点。
首先,挤压工艺可以生产出各种截面形状的铝材料,如实心型、空心型、异形型等。
其次,挤压工艺可以提高材料的利用率,减少浪费。
因为挤压工艺是将材料挤压成所需形状,相对于其他加工工艺如铣削、锻造等,材料的浪费更少。
此外,挤压工艺还可以提高材料的机械性能,通过挤压过程中的变形,可以使铝材料的晶粒细化,提高其强度和硬度。
然而,挤压工艺也存在一些挑战。
首先,挤压工艺对材料的性能要求较高。
因为挤压过程中,铝材料需要承受较大的挤压力和变形,如果材料的性能不符合要求,可能会导致挤压失败。
其次,挤压工艺对模具的设计要求较高。
模具的设计需要考虑到挤压过程中的温度、压力等因素,以确保铝材料能够顺利挤压成所需形状。
6061挤压工艺是一种高效、节能、材料利用率高的金属加工工艺。
它通过将预热后的铝材料放入挤压机中,通过挤压机的压力将铝材料挤压成所需形状。
这种工艺具有广泛的应用前景,在航空航天、汽车制造、建筑工程等领域有着重要的作用。
6061挤压温度范围和时间
6061挤压温度范围和时间
(原创实用版)
目录
1.6061 铝合金的介绍
2.挤压过程的重要性
3.6061 挤压温度范围的确定
4.挤压时间的影响
5.结论
正文
一、6061 铝合金的介绍
6061 铝合金是一种广泛应用的高品质铝合金材料,具有优良的抗腐蚀性、力学性能和焊接性能。
它主要由铝、镁、硅、锰、铬等元素组成,经过熔炼、铸造、挤压等工艺过程制成各种铝合金产品。
二、挤压过程的重要性
挤压是铝合金生产中的一道重要工序,通过挤压可以将铝合金材料制成各种不同的型材、板材和管材。
挤压过程的参数控制直接影响到产品的质量、性能和生产效率。
三、6061 挤压温度范围的确定
在 6061 铝合金挤压过程中,温度的控制是非常关键的。
温度过低,挤压力增大,导致材料晶粒细化,强度提高但塑性降低;温度过高,挤压力减小,晶粒长大,塑性提高但强度降低。
因此,合适的挤压温度范围对于获得理想的产品性能至关重要。
一般来说,6061 铝合金的挤压温度范围在 400-550℃之间。
四、挤压时间的影响
挤压时间对于 6061 铝合金的性能和形状也有很大的影响。
挤压时间过短,材料的形状和尺寸难以得到充分的调整,可能导致产品出现缺陷;挤压时间过长,材料的晶粒细化,力学性能提高但塑性降低,影响产品的使用性能。
因此,合理的挤压时间应该在保证产品性能的同时,也要兼顾生产效率。
五、结论
通过以上分析,可以看出,6061 铝合金挤压过程中的温度和时间控制对于产品的质量、性能和生产效率至关重要。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第32卷第2期2011年2月材料热处理学报TRANSACTIONS OF MATERIALS AND HEAT TREATMENTVol .32No .2February20116061铝合金等通道转角挤压时的流变性能董洪波,黄映霞(南昌航空大学航空制造工程学院,江西南昌330063)摘要:分别对退火态和固溶时效态6061铝合金进行8道次及4道次等通道转角挤压,用有限元软件Deform-3D 模拟变形过程,研究连续大变形对组织性能的影响规律。
结果表明:等通道挤压使晶粒破碎细化,金属流线走向与剖面对角线方向基本一致;退火态合金的表面硬度随变形道次增加而升高,各道次挤压载荷峰值没有随着变形道次增加而单调增加,而是经历一个升高、降低、再升高的过程。
固溶时效态合金的表面硬度在2道次变形后达到了峰值,其载荷峰值也在第2道次变形时最高。
硬度值的变化规律与强化因素及位错的运动有关,而载荷的变化规律与摩擦力的变化及其对载荷的贡献大小有关。
模拟结果发现,挤压载荷峰值随着变形道次的增加而增大,与实测值不相符。
由于剧烈变形使合金组织性能变化较大,因此需要适当修正材料本构关系,才能正确反映其流变行为。
关键词:6061铝合金;热处理;等通道转角挤压;流变性能中图分类号:TG146.2文献标志码:A文章编号:1009-6264(2011)02-0070-06Flow properties of 6061aluminum alloy processed by equal channel angular extrusionDONG Hong-bo ,HUANG Ying-xia(School of Aeronautical Manufacturing Engineering ,Nanchang Hangkong University ,Nanchang 330063,China )Abstract :Extrusion deformation experiments for annealed and solution-aged 6061aluminum alloy were carried out by using equal channel angular extrusion (ECAE )technique.The samples were extruded in the ECAE die for eight and four passes at room temperature ,respectively.Meanwhile ,the deformation behavior of the alloy was simulated by FEM using software Deform-3D.The deformed microstructure and flow properties of 6061aluminum alloy were investigated.The results show that the grains are refined by equal channel angular extrusion ,and the metal flow lines distribute nearly along the diagonal direction on longitudinal section.The surface hardness of annealed 6061aluminium alloy increases continuously with increasing the ECAE passes.However ,the peak value of deforming load in each ECAE process does not show monotonic increase with increasing passes ,but rises at first ,then falls down ,and increases again.The maximum surface hardness and maximum deforming load of the solution-aged 6061aluminium alloy occurs after ECAE for two passes.Surface hardness of the alloy depends on its strengthening mechanisms and movement of dislocations ,and deforming load is related to the friction of ECAE die and sample and material strength.The simulation shows that the peak value of deforming load for each ECAE pass increase slowly with increasing of strain ,so the calculated values are not in agreement with the measured ones.In order to characterize the flow behavior of the alloy correctly ,the constitutive relationship of the material should be modified properly due to the change of its microstructure and properties greatly with severe plastic deformation.Key words :6061aluminum alloy ;heat treatment ;equal channel angular extrusion ;flow properties收稿日期:2010-04-06;修订日期:2010-07-19基金项目:国家科学基金资助项目(50964012)作者简介:董洪波(1972—),副教授,博士,电话:0791-3863032,E-mail :donghbo@ 。
细晶材料由于具有优良的物理、化学和力学性能正越来越受到人们的关注。
实验表明,大塑性变形是制备块状细晶材料的一种有效方法[1-3]。
等通道角挤压(ECAE )技术具有工业应用前景,它最早出现于20世纪80年代,可以在一道次变形中对金属施加很大的剪切变形,且变形前后材料截面形状不发生变化,因此可以反复进行多次变形以获得超细晶组织[4-5]。
为了获得较大变形量,通常先等温退火处理使组织均匀化,再进行连续等通道转角挤压[6-7]。
如果在细化晶粒的同时,获得较高的强度,一般需要进行适当的固溶时效处理[8-9]。
对一些硬度较高的金属,需要适当的提高变形温度,有利于挤压过程的顺利进行,以获得分布均匀的微观组织[8,10]。
6061铝合金是一种典型的可变形热处理铝合金,具有良好的综合性能。
文献[11-12]研究了退火态6061铝合金等通道角挤压后的组织性能。
文献[13]对固溶时效态的6061铝合金进行了等通道角挤压变形,研究时效时间对性能的影响,发现峰时效处理后可以获得更高的材料强度。
为了降低变形载荷和温第2期董洪波等:6061铝合金等通道转角挤压时的流变性能度,文献[14-15]采用了固溶,连续挤压,低温时效的工艺方案,可以获得更高的室温强度。
固溶淬火或时效后材料强度较高,一般要适当加热后等温变形。
但是以往的研究都没有给出变形过程的载荷及其变化情况。
近年来,针对ECAE 变形的数值分析,多用来研究变形区的应变分布规律,对挤压载荷的有限元计算很少见报道[16-18]。
由于6061铝合金可以看作是几乎无加工硬化的准刚塑性材料,其应力应变关系方程多用幂指数硬化曲线模型来表示:σ=K εn [19-20]。
文献[21]在对6061A1-T6合金ECAE 工艺进行有限元分析时,使用了σ=413.68ε0.05MPa 本构方程,结果表明连续两道次间的载荷峰值是逐渐升高的。
但是该项研究缺少相关实验验证。
本文针对商业用6061铝合金,分别进行退火和固溶时效处理,然后在室温进行多道次等通道转角挤压变形,记录变形过程的载荷-位移曲线,同时采用有限元法模拟变形过程,研究变形过程载荷变化规律,同时观察流线及组织形貌。
1实验材料及方法实验材料是商用6061铝合金,化学成分见表1。
表16061铝合金的化学成分(wt%)Table 1Chemical composition of Al-6061alloy (wt%)Cu Ti Mg Zn Cr Mn Si Fe Al 0.15 0.4≤0.150.8 1.2≤0.250.04 0.35≤0.150.4 0.8≤0.7Bal.将热挤压6061铝合金棒材加工成15mm ˑ15mm ˑ65mm 的试样。
首先对试样进行退火及固熔时效热处理,退火工艺为:415ħ保温3h +炉冷;固溶时效工艺为:530ħ保温1h +水淬,180ħ保温8h +炉冷。
热处理后的试样在WAW-1000C 微机控制电液伺服试验机上进行室温挤压变形,记录每道次的载荷-位移曲线。
等通道转角挤压工艺和模具示意图如图1,变形通道的内转角为90ʎ,外转角为0ʎ,以增强变形的剪切作用。
采用C 路径进行连续挤压变形,即每道次变形后坯料沿纵轴线旋转180ʎ。
另外,变形后的坯料前后调头进行下道次挤压,以减小坯料头尾变形的不均匀。
试样连续挤压直至出现严重裂纹。
使用石墨作润滑剂。
图1ECAE 示意图Fig.1ECAE process illustration将变形后的试样纵向剖开,在抛光面上观察组织,并分别使用HRB-150A 洛氏硬度计和HVS-1000型显微硬度计测量挤压后试样的表面硬度。
采用有限元软件Deform-3D 模拟ECAE 变形,分析变形时的载荷。
利用软件所提供的6061铝合金材料属性来建立弹塑性有限元模型。
2结果及分析2.1流线及微观组织退火处理后的坯料累积变形可以达到8道次,固溶时效热处理后的坯料可以达到4道次。
由于变形时坯料表面产生毛刺,下次变形前需要打磨光滑,并且尾部的边角在强烈的剪切作用下易切掉,因此坯料长度会逐渐缩短。
方形坯料与模具中的通道紧密配合且与管壁良好润滑,在通过两通道的交叉处时,经受了近似理想的纯剪切变形。
挤压后纵剖面上的金属流线整体呈S 形,流线走向与剖面对角线方向基本一致。