發(fā)布時間：2021-08-10 01:45

　　6061鋁合金因其質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、且具有較好的成形性與焊接性能而在汽車、船舶等機(jī)械制造業(yè)中廣泛應(yīng)用。微合金化是目前改善鋁合金結(jié)構(gòu)材料與綜合力學(xué)性能最為高效的方法之一,近年來一直備受關(guān)注。與常規(guī)成形方式相比,立式雙輥鑄軋工藝以其流程短、成品率高、高效節(jié)能等優(yōu)勢也必將成為一種極具潛力的制備工藝。本實(shí)驗(yàn)利用NF6-300立式雙輥薄帶鑄軋機(jī)成功制備了3.50 mm厚6061鋁合金鑄軋板,通過控制鑄軋速度、Mn/Fe質(zhì)量比及熱處理工藝研究6061鋁合金鑄軋板微觀組織演變及力學(xué)性能之間的變化規(guī)律。通過以上研究表明:（1）鑄軋速度對6061鑄軋板成形性、微觀組織及力學(xué)性能有著重要的影響。當(dāng)鑄軋速度為12 m/min或15 m/min時,晶粒尺寸較小,第二相粒子相對細(xì)小且均勻分布在晶界間;當(dāng)鑄軋速度為21 m/min時,中心偏析情況愈加嚴(yán)重,部分α-Fe相、Mg2Si相等發(fā)生局部聚集,對板材整體性能的提高有著很大影響;當(dāng)鑄軋速度為15 m/min時,6061鑄軋板力學(xué)性能最佳,此時抗拉強(qiáng)度、硬度與伸長率分別為187.92 MPa、72.33 HV0.1與16.87%。（2）Mn/Fe質(zhì)量比對6061... 

【文章來源】：遼寧科技大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

輕量化解決策略Fig.1.1Strategyoflightweight

力來提高合金的強(qiáng)塑性[8]。中南大學(xué)張新明等人[9]通過對（ω（Fe）=0.15%）6061鋁合金中添加不同含量Mn元素后發(fā)現(xiàn)，在熱處理過程中富錳相彌散分布在基體之中明顯抑制合金的再結(jié)晶過程，但富錳相的析出會使其強(qiáng)化相Mg2Si含量下降，當(dāng)Mn含量為0.20wt.%時，此時合金力學(xué)性能最佳。申華等人[10]通過在水冷銅模鑄造6061鋁合金過程中進(jìn)行微合金化處理之后發(fā)現(xiàn)，Mn、Zr的復(fù)合添加使晶粒細(xì)化明顯，性能得到明顯改善。在6061鋁合金中，Mn元素最大固溶度為1.82%，為獲得組織與性能良好的鋁合金材料，必須嚴(yán)格控制其添加成分的范圍。圖1.2晶格類型轉(zhuǎn)變示意圖[11]Fig.1.2SchematicdiagramoflatticetypetransitionFe在6000系鋁合金材料中屬于主要雜質(zhì)元素，凝固過程中主要以單斜相β-FeSiAl5、面心立方相FeAl3等十多種化合物形式存在。當(dāng)合金中ω（Fe）＞ω（Si）時易形成α-Fe2SiAl8（或α-Fe3SiAl12）；當(dāng)ω（Fe）＜ω（Si）時易形成β-FeSiAl5（或β-Fe2Si2Al9）相。綜上所述，當(dāng)合金中Fe、Si元素比例控制不當(dāng)時會不斷析出針狀β-Fe相，由于其特殊形貌易導(dǎo)致應(yīng)力集中從而引起合金鑄件裂紋的產(chǎn)生，所以控制好6000系鋁合金中Fe元素含量及其組織形貌分布具有十分重要的研究意義。1.2.3合金元素Cu、ZnCu作為6000系鋁合金中主要元素之一，其含量不僅會延緩自然時效的發(fā)生，還會改變合金固溶時效析出序列。Cu元素的添加在一定程度上會明顯促進(jìn)峰值時效相β″的形成，使β″相密度顯著增加，同時θ-Al2Cu相與S（Al2CuMg）相的析出

遼寧科技大學(xué)碩士學(xué)位論文51.3.1鋁合金擠壓工藝所謂擠壓如圖1.3所示對放在擠壓筒內(nèi)的鋁合金坯料一端施以壓力，使之從特定的�？字辛鞒龆尚蔚乃苄约庸し椒�。采用傳統(tǒng)塑性擠壓加工方式生產(chǎn)出的擠壓板材，具有表面質(zhì)量好、尺寸精度高等優(yōu)點(diǎn)[24]。相比于傳統(tǒng)擠壓技術(shù)，旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓、等通道轉(zhuǎn)角擠壓、復(fù)合擠壓、半固態(tài)擠壓等新技術(shù)層出不窮。圖1.3鋁合金擠壓過程示意圖Fig.1.3Schematicdiagramofaluminumalloyextrusionprocess擠壓型材與其他加工方式型材相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)就是制品綜合質(zhì)量高（擠壓制品在淬火時效后縱向力學(xué)性能遠(yuǎn)高于其他方式生產(chǎn)產(chǎn)品）、產(chǎn)品范圍廣（管、棒、線材）。在擠壓過程中析出相分布、擠壓工藝（溫度與速度）和擠壓橫截面上摩擦阻力都會嚴(yán)重影響合金的剪切變形，從而加劇擠壓型材組織不均勻性。某些鋁合金也在擠壓過程和隨后熱處理工藝過程中也會出現(xiàn)一定厚度的粗晶環(huán)組織，目前主要通過控制合金中Mn、Si含量來減少粗大晶粒的產(chǎn)生[25]。起華榮等人[26]利用雙向等通道擠壓技術(shù)產(chǎn)生的劇烈塑性變形可達(dá)到細(xì)化晶粒作用，從而改善6061鋁合金加工性能。Skorpen等人[27]通過螺桿擠壓法制備Al/Mg雙金屬復(fù)合材料時發(fā)現(xiàn)，復(fù)合材料中主要由細(xì)小晶粒組成，當(dāng)復(fù)合材料中Mg含量達(dá)到12.50wt.%時還能具備良好的綜合性能。目前最新的擠壓制備工藝是由Whalen等人[28]研發(fā)的一種先進(jìn)的擠壓制造工藝，利用美國太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室中的剪切輔助加工和擠出技術(shù)（ShAPE）（圖1.4）可生產(chǎn)出高性能納米結(jié)構(gòu)鋁棒。與傳統(tǒng)擠壓方式相比，具有等強(qiáng)度的同時更具備較高的延展性。


本文編號：3333204