6061铝合金高温流变行为

利用Gleeble-3500热模拟实验机,对6061铝合金在变形温度为350℃、400℃、430℃、460℃、480℃和500℃,应变速率为0.001s-1、0.01s-1、0.1s-1、1s-1和10s-1条件下进行高温压缩实验,得到的真应力-真应变曲线形态基本符合铝合金的热变形力学特征。采用Arrhenius双曲正弦关系描述6061铝合金的高温流变行为,确定其激活能Q=163.4366kJ·mol-1;基于动态材料模型理论绘制6061铝合金热加工图,确定其最佳热加工区域温度为T=420℃~450℃。     

6061铝合金冲击载荷作用下的变形断裂行为

利用常见的落锤冲击试验机和自行设计的夹具装置,研究6061铝合金材料在冲击载荷作用下的变形断裂行为。结果表明:6061铝合金受冲击载荷时的断裂行为与准静态拉伸相比无明显变化,损伤形式仍是由晶界处的微孔洞连接形成微裂纹,宏观上仍产生明显颈缩,试样的断裂面与拉伸轴方向大约成45°角。摆锤高度不同,试样表面的变形带不同,摆锤高度为141°时,出现了"白色变形带"。微观断口是由韧窝组成,冲击速度越大,韧窝越小。     

6061铝合金热变形行为及动态再结晶

通过Gleeble-3500热压缩模拟试验机对6061铝合金进行热压缩实验,借助金相显微镜和透射电子显微镜研究合金在变形温度为340～490℃,应变速率为0.001～1 s-1条件下热变形和动态再结晶行为.结果 表明:6061铝合金的动态再结晶行为对变形温度和应变速率十分敏感,温度的升高和应变速率的减小都会促进动态再结...     

6061铝合金低温快速流变行为的研究

采用圆柱体试样，在Gleeble-1500型动态热模拟试验机上进行低温快速压缩试验，研究了6061铝合金低温下快速变形的流变行为，并分析了其变形组织。结果表明，6061铝合金的流变应力随变形温度升高而降低，随应变速率提高而增大；在高应变速率下，发生了不连续动态再结晶；温升强烈地受变形程度的影响；低温快速变形可获得晶粒细小的组织。     

6061铝合金热变形行为及动态再结晶研究

通过Gleeble-3500热压缩模拟试验机对6061铝合金进行热压缩实验,借助金相显微镜和透射电子显微镜研究合金在变形温度为340℃?490℃,应变速率为0.001s-1?1s-1条件下热变形和动态再结晶行为。结果表明：合金的动态再结晶行为对变形温度和应变速率十分敏感,温度的升高和应变速率的减小都会促进动态再结晶的发生。基于峰值应力建立了合金热变形本构方程,计算得出热变形激活能为235.155kJ·mol-1。采用加工硬化率-流变应力曲线确定了合金热变形过程中的临界应力（应变）和峰值应力（应变）与Z参数的关系模型。随着温度的升高和应变速率的减小,DRX临界应力(应变)和峰值应力(应变)而减小。依据Avrami方程建立了合金动态再结晶体积分数模型,动态再结晶体积分数随应变的增加,呈现先缓慢增加后迅速增加再缓慢增加的特征,所建模型能够较为准确的预测该合金的动态再结晶行为。     

不同应力状态下6061铝合金力学性能及断裂行为的研究

对不同缺口试样进行准静态拉伸,研究了6061铝合金在不同应力状态的力学性能和断裂行为。研究结果表明,随着缺口半径增大,三轴应力度降低。随着三轴应力度降低,合金的峰值载荷降低,断面收缩率和断裂应变均增大,断口上剪切唇区面积逐渐增大,纤维区的山脊状的锯齿数量逐渐减少,但深度增加,显微断口上的韧窝越来越均匀细小。     

剪应力状态下6061铝合金的力学性能及断裂行为

对设计的拉伸剪切试样和原位拉伸剪切试样分别进行不同剪应变率下的拉伸剪切试验及原位拉伸剪切试验,研究6061铝合金在剪力状态下的力学性能及断裂行为,并用有限元软件ABAQUS对铝合金在剪应力状态下的断裂行为进行模拟。结果表明:随着剪应变率的增大,6061铝合金的剪切屈服强度和抗剪强度基本保持不变,但剪切断裂应变明显减小;剪应变率对试样的断口形貌没有影响;6061铝合金晶界是其最薄弱环节,在拉伸剪切过程中铝合金试样表面上产生了大量与拉伸方向平行的滑移带;微裂纹在剪应力作用下形核于与拉伸方向平行的滑移带和晶界,随着剪应力的增加,微裂纹长大和扩展;微裂纹之间通过剪切而连接导致试样断裂;6061铝合金剪切断裂行为可以用Johnson-Cook模型进行描述。     

6061铝合金轮毂锻造成形过程动态再结晶分析

利用动态再结晶数学模型导入Deform-3D软件,对6061铝合金轮毂的锻造成形过程动态再结晶情况进行了数值模拟,同时取锻造前后的组织进行金相分析。结果表明,锻后轮毂大部分区域发生了动态再结晶,组织得到明显细化。     

基于热加工图的铝合金6061变形行为研究

在Zwick/Roell Z020万能材料试验机上实施高温压缩试验,研究铝合金6061在变形温度范围为360～480℃,应变速率在0.001～1s-1时的热变形行为。基于动态材料模型理论,利用matlab进行三次样条插值,获取足够的数据利用origin软件绘制铝合金6061的功率耗散图。利用功率耗散图分析确定了试验参数范围内热变形过程的最佳工艺参数。在加工温度为360～440℃,应变速率为0.001～0.01s-1之间,功率耗散率的最大值为0.39,是该合金的最佳成形区域。     

铝合金6061的热变形力学行为与微观组织演化规律

对于具有柱状晶的铝合金6061进行了圆柱体热压缩实验研究。通过实验获得了该种材料在不同温度不同应变速率条件下的真应力-应变曲线以及动态再结晶和晶粒细化的规律。应用峰值应力的实验结果计算出了该材料热变形过程的激活能,计算了每个实验条件的Z参数,得到了铝合金6061的热变形过程以及动态再结晶过程的主要特征变量作为Z参数的函数表达式。结果表明,当Z参数等于2×1026/s时热压缩实验过程动态再结晶引起的晶粒细化效果最好。     

停放时间对6061铝合金性能及微观组织的影响

采用宏观检测与显微分析相结合的手段,研究不同停放时间下6061铝合金的力学性能与微观组织的变化规律。结果表明:停放时间对6061铝合金的晶粒尺寸有较大影响,晶粒尺寸呈先增大后减小的趋势;停放时间对6061铝合金弹塑性变形过渡阶段有较大影响,但对弹性及塑性阶段变形的影响很小。6061铝合金在停放为0～2 h时,力学性能无明显变化,变形后试样表面光滑,变形协调性较好;停放时间为12 h时,材料的抗拉强度和屈服强度降至最低,但伸长率提高,试样表面呈橘皮形貌,变形均匀性较差;停放时间为24 h～15 d时,合金的强度回升并逐渐趋于稳定。结果表明:随着停放时间的增长,6061铝合金断口的韧窝直径和深度不断增加,第二相粒子的尺寸也不断增大,形状由球状、带状逐渐转变为板状、块状。通过研究得到6061铝合金满足汽车结构强韧化需求,综合性能最优需求的停放时间为12～24 h。此研究结果能够为6061铝合金加工工艺优化提供理论指导。     

AZ31镁合金/6061铝合金点焊接头的组织及力学性能

对AZ31镁合金与6061铝合金进行了电阻点焊,利用金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析（XRD）研究了点焊接头的组织及力学性能。结果表明：AZ31镁合金与6061铝合金异种金属点焊接头冶金结合良好,焊接界面清晰,无明显缝隙。熔合区组织由边缘柱状晶区和中心树枝晶组成,主要含有镁和铝两种元素,且镁元素含量远高于铝元素。接头镁侧断面由大量α-Mg和少量β-Mg17Al12组成,呈混合型断裂特征;铝侧断口由Mg、Al和β-Mg17Al12组成,呈解理断裂。随焊接电流增大,点焊接头最大剪切应力增加。     

挤压态6061铝合金的力学性能及显微组织

对挤压态6061铝合金分别进行了固溶处理和时效处理,采用万能试验机测试了其力学性能,通过SEM和TEM表征了合金的微观组织,研究了不同热处理条件下挤压态6061铝合金的组织演变规律。结果表明:固溶和时效处理后的挤压态6061铝合金均表现出明显的力学性能各向异性,且时效处理能有效提升合金的强度;同时,经时效处理后的挤压态6061铝合金表现出应变速率敏感性,而固溶处理的挤压态6061铝合金则无明显的应变速率敏感性;固溶处理和时效处理的挤压态6061铝合金的晶粒形态为等轴晶,但是有大小两种晶粒尺寸等级,大晶粒尺寸可达200 μm,小晶粒尺寸则小于10 μm。固溶和时效处理的挤压态6061铝合金均由较强的{001}<100>立方织构和较弱的{011}<100>高斯织构组成,且种类和强度相同;拉伸变形后的6061铝合金出现了大量的位错堆积,而经时效处理的合金中均匀分布短棒状的析出相能有效阻碍位错的运动,提高材料的变形抗力。     

温轧工艺对6061铸轧板材显微组织和力学性能影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)及万能拉伸机等研究了不同温轧温度及累积压下率对双辊铸轧6061铝合金板材组织性能的影响。结果表明,6061铝合金铸轧板组织主要由耐热相Al0.7Fe3Si0.3、Al9Fe0.84Mn2.16Si及少量强化相Mg2Si组成。合金中第二相随温轧道次递增逐渐由网格状、片状转变为沿轧制方向的线条状,最终变为细小的颗粒状。温轧后,有新的析出相Al0.5Fe3Si0.5产生,且Mg2Si相的数量增多。6061铝合金铸轧板较为适宜的温轧工艺为:370℃轧制+80%累积压下率,此时铸轧板热处理后的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别88.48 MPa,318.76 MPa和20.53%。     

Solidification behavior of 6061 wrought aluminum alloy during rheo-diecasting process with self-inoculation method

The semisolid slurry of the 6061 wrought aluminum alloy was prepared by the self-inoculation method (SIM). The effects of the isothermal holding parameters on microstructures of rheo-diecastings were investigated, and the solidification behavior of 6061 wrought aluminum alloy during the rheo-diecasting process was analyzed using OM, SEM, EDS and EBSD. The results indicate that the isothermal holding process during slurry preparation has great effect on primary α(Al) particles (α₁), but has little effect on the microstructure of secondary solidification in the process of thin-walled rheo-diecasting. Nucleation is expected to take place in the entire remaining liquid when the remaining liquid fills the die cavity, and the secondary solidification particles (α₂) are formed after the process of stable growth, unstable growth and merging. The solute concentration of remaining liquid is higher than that of the original alloy due to the existence of α₁ particles, hence the contents of Mg and Si in α₂ particles are higher than those in α₁ particles.     

Microstructure and mechanical properties of laser beam welding 6061 aluminum alloy with different states

With the diversification of manufacture methods,joining the same materials with different states becomes indispensable in practical application.In present work,6061 aluminum alloys with different states were welded by laser beam welding (LBW).The microstructures of welded joint,before and after heat treating,were investigated.The mechanical properties,such as the tensile properties and microhardness,were tested.And the fracture characteristic was observed by means of scanning electron microscope (SEM).The results show that the 6061 aluminum alloys have superior weldability and the microstructures are different significantly in different states.Besides,the grain boundaries of the joint microstructures become unclear after the heat treating.The strength and the elongations of welded joints could reach to those of the base metal.The tensile fracture occurs in the fusion zone and near 6061-0 alloy.And the fracture presents ductile rupture.Therefore,the LBW is an effective method for 6061 aluminum alloy.     

三层板6061铝合金点焊接头形式对其力学性能的影响

文中研究了三层板6061铝合金电阻点焊接头的失效行为.设计了6种形式的三层板铝合金点焊搭接接头,并对其进行了剪切拉伸试验.通过剪切拉伸测试中获得的峰值载荷和吸收能研究不同接头形式下的力学性能.结果表明,不同的搭接形式的接头具有不同的接头峰值载荷和能量吸收能.在剪切拉伸测试中,熔核的旋转程度对接头的峰值载荷和能量吸收具有重要影响.熔核旋转程度越大,峰值载荷越小,能量吸收能越低;而对于纯剪切情况下,峰值载荷和吸收能最高.