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

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學學報. 2020,42(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【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受到合金凝固時的冷卻速率和模鍛時的壓力的影響．為了進一步分析輪轂不同位置的凝固情況，結(jié)合液態(tài)模鍛工藝過程進行分析．6061鋁合金輪轂液態(tài)模鍛過程和產(chǎn)品截面示意圖如圖6所示．由圖6可見，當進行液態(tài)模鍛時，合金溶液處于糊狀區(qū)時受到壓力作用，強迫糊狀合金流動，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，合金凝固時放出的潛熱較少，因此，過冷度較大，合金的晶粒較為細�。欢嗇炤嗇棽课惠^厚，合金在凝固時放出的潛熱較多，盡管該部位加設了水冷系統(tǒng)，但是冷卻時的散熱速度還是相對較慢，導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較小，合金的潛熱容易通過金屬模具散出，因而合金的晶粒同輪輻相比較為細小，此外，該部位的合金在凝固時，還受到金屬液流動時的沖刷和擠壓作用，合金凝固時，貼近模具的外層金屬首先凝固，形成一個薄殼層，隨后糊狀金屬流動時會對薄殼層的金屬進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，因而合金晶粒得以細化．同時，由于受到流動的糊狀金屬擠壓作用，輪輞部位的晶粒發(fā)生變形，并沿著金屬流動方向被拉長．圖6輪轂液態(tài)模鍛過程和產(chǎn)品截面示意圖Fig.6Schematicdiagramsofliquiddieforgingprocessandproductsectionofwheelhub3結(jié)論對液態(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，并獲得廣泛應用［13］．但是由于液態(tài)模鍛時鋁合金車輪不同部位的冷卻速率和成型時所受壓力不同，導致液態(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行組織觀察和力學性能測試，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型拉伸試驗機測試6061鋁合金的抗拉強度和伸長率．液態(tài)模鍛輪轂用6061鋁合金的化學成分如表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行微觀組織觀察，結(jié)果如圖4所示．由圖4可見，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，6061鋁合金輪轂外輪緣部位的晶粒尺寸最細小，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，6061鋁合金輪轂內(nèi)輪緣部位的晶粒較細且晶粒尺寸較為均勻，大部分區(qū)域為等軸晶，晶界上?

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：3422948