限制模压变形法对6061铝合金组织和性能的影响.docVIP

限制模压变形法对6061铝合金组织和性能的影响 李洪力，池成忠，梁伟，李黎忱，黄莉莉，聂慧慧 （太原理工大学 材料科学与工程学院，山西 太原 030024） 摘要：对6061铝合金进行限制模压变形(constrained groove pressing，CGP)处理，研究分析了变形前后试样的显微组织、硬度和力学性能变化。结果表明：两道次后，限制模压变形法能够显著细化材料的晶粒、提高材料的硬度和屈服强度。这种改变具有明显的方向性，在平行纤维方向上的变化比在垂直纤维方向上的变化明显。 关键词: 限制模压；铝合金；晶粒细化：力学性能 中图分类号：TG379 文献标识码：A Influence of 6061 Al on microstructure and properties by CGP LiHongli,ChiChengzhong,LiangWei,LiLichen,HuangLili,NieHuihui （College of Materials Science and Engineering，Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024，China） Abstract: Constrained groove pressing (CGP) were used to improve the microstructure and mechanical properties of 6061 Al-Si-Mg alloy. The effect of passes on the microstructure、hardness、mechanical properties were researched. The results showed that CP has a remarkable impact on grain refinement、hardness and strength.This impact has anisotropy significantly.The change in the direction of parallel fiber is better than perpendicular. Key words：Constrained groove pressing；aluminium alloy；grain refinement；mechanical property(Constrained groove pressing,CGP)就是一种可用于制备大体积、超细晶、应变均匀的金属板材的剧塑性变形法[2]，具有广阔的商业应用前景，迅速成为研究热点。目前研究主要集中于CGP变形对材料晶粒细化的影响，对力学性能的影响研究不多。现以6061预拉伸板为实验材料，探究变形程度对晶粒、抗拉强度、屈服强度、硬度及延伸率的影响。 1 试样制备与实验方法 1.1 试样制备 试样材料为商用6061铝合金预拉伸板，将板料切割成44㎜×44㎜×2㎜方形CGP变形试样，在SX2-12-14高温箱式加热炉中加热到300℃保温40min后空冷退火，以消除残余应力。模压实验在DNS200万能电子试验机上进行，速率为1mm/min。检测试样取样如图1所示，设初始轧制方向为0°方向，取0°（图1A）、45°（图1B）、90°(图1C)方向拉伸试样，在DNS200万能电子试验机上进行强度性能测试；取金相试样（图1D）Leica DM 2500M光学显微镜上进行晶粒尺寸测定；取硬度试样（图1E），在HB-3000B型布氏硬度计上进行硬度测试。 1.2限制模压变形工艺的原理 限制模压变形的原理就是在不改变板料尺寸的前提下，通过对试样反复的压弯、压平变形，使试样的累积应变随着变形次数的增加而积累，从而达到晶粒细化的效果。模具由压弯、压平两套模具组成，如图2所示,F为压弯上模、G为压弯下模、H为限制圈，I、J分别为压平上模和压平下模，限制圈起到板料在变形过程中限定尺寸的作用，压弯模中模具的齿宽和板料的厚度一致。该方法变形过程中的每道次包括四次变形： 第一次变形是板料在压弯模中的首次压弯，这时板料受到弯曲变形，变形区的等效应变εeff=0.58； 第二次变形是首次压弯后的板料在压平模中压平的过程，变形区的累计应变为εeff=1.16，未变形区没有受到弯曲变形； 第三次变形前将模压试样旋转180°，这时板料的未变形区受到弯曲变形； 第四次变形是再次使用压平模具进行压平。这样整个试样得到的是等效应变εeff=1.16，模压前后试样三维尺寸不变[3]。  图1 测试试样分布图