6061铝合金的热变形行为及各向异性研究

摘要

本文以6061铝合金为研究对象，进行热压缩、固溶与时效等实验，测试强度和塑性等力学性能，同时利用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜等观察组织结构，研究了实验合金厚板的各向异性和固溶温度，并分析了实验合金铸锭的热变形行为，从而掌握了实验合金的组织演变与力学性能，为改进6061铝合金厚板的生产工艺提供了理论指导，主要结论如下:
　　(1)厚板主要形成了立方、旋转立方、高斯等类型的织构，由于这些织构的纵向泰勒因子均略高于横向，所以厚板纵向的屈服强度高于横向。厚板横截面上杂质、缺陷等的数量高于纵截面，因此，厚板的纵向抗拉强度和塑性低于横向。晶界强化作用和织构差异共同导致了厚板在厚度方向的各向导性，使得表层的强度高于中心层。
　　(2)热压缩过程中存在动态回复和动态再结晶两种软化机制，流变应力方程为:σ=65.104 ln{〔Z/1.472×1016〕1/10.384+[〔Z/1.472×1016〕2/10.384+1]1/2}MPa人工神经网络模型能够最准确地预测流变应力，而改进的Arrhenius和Mirzadeh-Naj afizadeh模型均只能在部分变形下提供精准的预测。加工图的峰值区域为370-400℃和0.01 s-1。
　　(3)随着固溶温度的升高，固溶后基体的未溶相数量递减，过饱和度增加，时效后析出相的数量增多，晶粒尺寸递增，硬度和强度值先增加后减小，塑性呈递减趋势。最佳的固溶温度为555℃，在此温度固溶时效后，析出相的密度较高，晶粒也没有过分长大，合金的硬度和强度值最高，分别为110和321MPa，塑性中等，为15.2％。