多道搭接搅拌摩擦加工6061铝合金组织与性能研究

摘要

6000系铝合金是一类可热处理强化的铝合金，因其具有良好的强度、成形性、耐蚀性和焊接性，在航天、航空、军工以及汽车等工业领域得到广泛应用。研究表明:大塑性变形技术(SPD)可以将晶粒粗大和组织缺陷较多的铝合金原材料改性成超细晶材料。搅拌摩擦加工(FSP)是一种全新的大塑性变形加工技术，该技术可实现材料微观结构的致密化、均匀化和晶粒细化，具有重要的研究意义。
　　本文以轧制态6061-T6和6061-T4铝合金板为原材料，采用多道搭接搅拌加工(mutil-pass FSP)的方式处理原材料，制备大块的细晶材料。通过金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、拉伸试验、维氏硬度试验、浸泡腐蚀试验、极化曲线测定等，分析了FSP加工区域材料的微观组织、力学性能和腐蚀性能。研究结果表明:原材料经不同加工条件的多道搭接FSP改性后，组织与性能存在一定差异。
　　微观组织研究表明:FSP加工区晶粒细化，位错密度降低。T6态原材料经空冷FSP，加工区晶粒明显细化，第二相出现溶解、粗化现象;而水冷FSP加工区晶粒细化程度进一步提高，第二相溶解、粗化现象得到明显抑制。T4态原材料经水冷FSP晶粒得到细化，第二相数量较少;对核区进行人工时效，晶粒尺寸无显著变化，核区析出大量的β

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 搅拌摩擦加工技术

1．1．1 搅拌摩擦加工技术原理

1．1．2 搅拌摩擦加工质量的影响因素

1．1．3 搅拌摩擦加工的优点

1．1．4 搅拌摩擦加工的研究现状

1．2 6061铝合金概述

1．2．1 6061铝合金主要元素及作用

1．2．2 6061铝合金的强化方式

1．2．3 6061铝合金热塑性变形行为研究

1．3 铝合金腐蚀行为研究

1．3．1 晶间腐蚀

1．3．2 剥落腐蚀

1．4 本文的研究意义及内容

1．4．1 研究目的及意义

1．4．2 研究内容

第二章 实验材料与方法

2．1 实验材料

2．2 热处理工艺

2．3 搅拌摩擦加工

2．4 微观组织分析

2．4．1 金相组织分析

2．4．2 透射组织分析

2．5 力学性能测试

2．5．1 显微硬度测试

2．5．2 拉伸性能测试

2．6 腐蚀性能实验

2．6．1 剥落腐蚀

2．6．2 晶间腐蚀

2．6．3 极化曲线测定

第三章 搅拌摩擦加工6061铝合金及组织分析

3．1 搅拌摩擦加工6061-T6铝合金及组织分析

3．1．1 空冷FSP加工质量分析

3．1．2 水冷FSP加工质量分析

3．1．3 原材料组织分析

3．1．4 空冷FSP金相组织

3．1．5 水冷FSP金相组织

3．1．6 空冷多道搭接FSP核区TEM组织

3．1．7 水冷多道搭接FSP核区TEM组织

3．2 搅拌摩擦加工6061-T4铝合金及后期时效的组织分析

3．2．1 FSP加工T4态原材料质量分析

3．2．2 FSP加工T4态原材料与时效后的金相组织

3．2．3 多道搭接FSP加工T4态原材料与时效后的TEM组织

3．3 本章小结

第四章 搅拌摩擦加工6061铝合金力学性能研究

4．1 搅拌摩擦加工6061-T6铝合金力学性能

4．1．1 单道次FSP加工T6态原材料硬度分布

4．1．2 多道搭接FSP加工T6态原材料硬度分布

4．1．3 多道搭接FSP加工T6态原材料的拉伸性能及断口形貌分析

4．2 搅拌摩擦加工6061-T4铝合金及后期时效的力学性能

4．2．1 单道次FSP加工T4态原材料及后期时效的硬度分布

4．2．2 多道搭接FSP加工T4态原材料及后期时效的硬度分布

4．2．3 多道搭接FSP加工T4态原材料及后期时效的拉伸性能分析

4．3 本章小结

第五章 多道搭接FSP6061铝合金的腐蚀性能研究

5．1 剥落腐蚀性能

5．1．1 原材料剥落腐蚀形貌

5．1．2 多道搭接FSP剥落腐蚀形貌

5．2 晶间腐蚀性能

5．2．1 原材料晶间腐蚀形貌

5．2．2 多道搭接FSP晶间腐蚀形貌

5．3 电化学腐蚀Tafel极化曲线

5．4 多道搭接FSP腐蚀性能机理研究

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文