采用液態(tài)模鍛成型時(shí),為了研究鋁合金輪轂不同部位的微觀組織和力學(xué)性能,利用金相顯微鏡和拉伸試驗(yàn)機(jī)對(duì)液態(tài)模鍛6061鋁合金輪轂不同部位的組織及性能進(jìn)行了研究.結(jié)果表明:外輪緣處晶粒最細(xì)小,而輪輻部位的晶粒最粗大;外輪緣的抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率最高,可以分別達(dá)到371 M Pa和16%,輪輻部位的抗拉強(qiáng)度強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率最低,分別為346 M Pa和9%.輪輞處的合金晶粒大小不一,且部分晶粒被拉長(zhǎng)變形,這是由于該處糊狀金屬流動(dòng)產(chǎn)生的沖刷和擠壓所致. 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,42(05)北大核心

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【部分圖文】：

輪轂不同部位的微觀組織

??向異性并增加晶間的斷裂傾向．由表2中的輪轂不同部位晶粒尺寸可知，6061鋁合金輪轂輪輻處晶粒大小相差最大，最大和最小晶粒尺寸差值與平均晶粒尺寸相差14.8%;輪輞處次之，最大和最小晶粒尺寸差值與平均晶粒尺寸相差10.3%;而內(nèi)、外輪緣處晶粒尺寸大小較均勻，最大和最小晶粒尺寸差值與平均晶粒尺寸相差小于6%．輪轂不同部位的微觀組織同時(shí)受到合金凝固時(shí)的冷卻速率和模鍛時(shí)的壓力的影響．為了進(jìn)一步分析輪轂不同位置的凝固情況，結(jié)合液態(tài)模鍛工藝過(guò)程進(jìn)行分析．6061鋁合金輪轂液態(tài)模鍛過(guò)程和產(chǎn)品截面示意圖如圖6所示．由圖6可見(jiàn)，當(dāng)進(jìn)行液態(tài)模鍛時(shí)，合金溶液處于糊狀區(qū)時(shí)受到壓力作用，強(qiáng)迫糊狀合金流動(dòng)，從而完成輪轂成型．6061鋁合金輪轂的外輪緣和內(nèi)輪緣部位尺寸較小，合金凝固時(shí)放出的潛熱較少，因此，過(guò)冷度較大，合金的晶粒較為細(xì)�。欢嗇炤嗇棽课惠^厚，合金在凝固時(shí)放出的潛熱較多，盡管該部位加設(shè)了水冷系統(tǒng)，但是冷卻時(shí)的散熱速度還是相對(duì)較慢，導(dǎo)致該處的晶粒較為粗大．6061鋁合金輪轂輪輞部位的尺寸相對(duì)較小，合金的潛熱容易通過(guò)金屬模具散出，因而合金的晶粒同輪輻相比較為細(xì)小，此外，該部位的合金在凝固時(shí)，還受到金屬液流動(dòng)時(shí)的沖刷和擠壓作用，合金凝固時(shí)，貼近模具的外層金屬首先凝固，形成一個(gè)薄殼層，隨后糊狀金屬流動(dòng)時(shí)會(huì)對(duì)薄殼層的金屬進(jìn)行沖刷并將凝固的枝晶剪斷，斷裂的枝晶又作為新的形核質(zhì)點(diǎn)，因而合金晶粒得以細(xì)化．同時(shí)，由于受到流動(dòng)的糊狀金屬擠壓作用，輪輞部位的晶粒發(fā)生變形，并沿著金屬流動(dòng)方向被拉長(zhǎng)．圖6輪轂液態(tài)模鍛過(guò)程和產(chǎn)品截面示意圖Fig.6Schematicdiagramsofliquiddieforgingprocessandproductsectionofwheelhub3結(jié)論對(duì)液態(tài)模鍛6061鋁合金輪轂不同部位的組織和性

6061鋁合金制成重載卡車鋁合金車輪，并獲得廣泛應(yīng)用［13］．但是由于液態(tài)模鍛時(shí)鋁合金車輪不同部位的冷卻速率和成型時(shí)所受壓力不同，導(dǎo)致液態(tài)模鍛鋁合金車輪不同部位的組織與性能也各不相同．因此，本文研究了液態(tài)模鍛鋁合金輪轂不同部位的組織及性能，以期為車輪的液態(tài)模鍛模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化和工藝參數(shù)優(yōu)化提供依據(jù)．1材料和方法利用液態(tài)模鍛機(jī)制備6061鋁合金輪轂，其結(jié)構(gòu)如圖1所示．利用線切割方法在輪轂不同部位截取試樣進(jìn)行組織觀察和力學(xué)性能測(cè)試，鋁合金輪轂的取樣部位示意圖如圖2所示，拉伸試樣尺寸如圖3所示(單位:mm)．利用Axiovert40MAT型金相顯微鏡觀察6061鋁合金的微觀組織，采用WE-30型拉伸試驗(yàn)機(jī)測(cè)試6061鋁合金的抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率．液態(tài)模鍛輪轂用6061鋁合金的化學(xué)成分如表1所示．圖1液態(tài)模鍛6061鋁合金輪轂Fig.1Wheelhubpreparewithliquiddieforged6061aluminumalloy圖2輪轂取樣部位示意圖Fig.2Schematicdiagramofhubsamplingparts圖3拉伸試樣示意圖Fig.3Schematicdiagramoftensilespecimen表16061鋁合金的化學(xué)成分(w)Tab.1Chemicalcompositionof6061aluminumalloy(w)%SiMgCuMn0.4～0.80.8～1.20.15～0.40.15CrZnTiFe0.04～0.350.250.150.72結(jié)果與分析2.1輪轂不同部位的微觀組織對(duì)利用液態(tài)模鍛方法制備的6061鋁合金輪轂的內(nèi)輪緣、外輪緣、輪輞和輪輻分別取樣并進(jìn)行微觀組織觀察，結(jié)果如圖4所示．由圖4可見(jiàn)，輪轂不同部位的微觀組織明顯不同，晶粒尺寸也存在較大區(qū)別．由圖4a可見(jiàn)，6061鋁合金輪轂外輪緣部位的晶粒尺寸最細(xì)小，組織最為均勻且均為等軸晶，晶界上存在少量黑色第二相析出物．由圖4b可見(jiàn)，6061鋁合金輪轂內(nèi)輪緣部位的晶粒較細(xì)且晶粒尺寸較為均勻，大部分區(qū)域?yàn)榈容S晶，晶界上?

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3422948