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实验名称：6061铝合金热压缩实验

实验目的：探明6061铝合金原始组织及变形条件对变形晶粒尺寸、形貌的

影响规律，基于生物进化算法，建立既能够考虑温度、应变速率、塑性应变等宏

观变形参数，又能描述微观组织演变的多尺度晶粒模型。

实验设备：Gleeble-3500热模拟机、Instron5848、DHG型恒温干燥箱、微

分干涉显微镜、卡尔蔡司金相显微镜、扫描电镜

实验材料及试剂：6061铝合金铸锭、润滑剂（石墨、机油、硝酸三甲苯脂）

实验步骤：实验试样制备→均匀化处理、水淬→热压缩

组织观察：初始晶粒组织、变形过程组织

均匀化处理：在DHG型恒温干燥箱中460℃均匀化处理24h。

热压缩实验方案为

变形温度：250℃、300℃、350℃、400℃、450℃

-1-1-1-1-1-1-1

应变速率：0.3s、0.6s、0.9s、1.2s、1.5s、2.0s、2.5s、

3.0s-1

升温速率为10℃/s，保温时间为3min。

加热方式为自导电方式，热电偶直接焊在试样中部，利用温度传感器测量温

度，以便于实验过程中计算机自动控温，使实验过程始终按照预设的温度方案进

行。

实验可得出的数据：

6061铝合金在不同变形条件下的显微组织；

6061铝合金在不同变形条件下的应力—应变曲线图；

不同变形温度、应变速率对6061铝合金流变应力的影响；

实验目标：

通过热模拟实验、金相、扫描电镜、投射电镜等材料分析测试方法探明铝合

金晶粒原始尺寸、取向、形貌的随机分布类型；

研究不同变形条件下的微观组织演变机理，建立晶粒尺寸与变形工艺参数的

数学表述关系，建立晶界迁移速率与晶粒长大的动力学模型；

建立原始晶粒尺寸、取向、形貌随机分布的表征模型；

引入晶界迁移速率作为内变量，基于生物进化算法建立单轴应力状态下的晶

粒组织演变模型，并扩展至二维或三维模型；

将宏观变形参数与微观晶粒组织演变耦合，建立统一的铝合金热变形多尺度

晶粒演变模型；

实验

应变速率为0.001、0.01、0.1、1和10/s；温度范围为250-450℃；变形

程度为15%、30%、45%、60%和75%。试样以10/s℃的速率加热到变形温度，

保温3min后进行等温压缩，变形后立即水淬，保持高温变形时的组织状态。

实验工作安排

1.试样

尺寸：

2.实验分配：

（1）

试验前准备工作，打磨试样；准备好实验所需的物品；

（2）

温下，6061铝合金压缩试验；

实验条件：

温度：室温

-1-1-1-1-1-1-1-1

应变速率：0.3s、0.6s、0.9s、1.2s、1.5s、2.0s、2.5s、3.0s

（3）

不同变形温度，不同应变速率条件下，6061铝合金热压缩实验；

实验条件

变形温度：250℃、300℃、350℃、400℃、450℃

-1-1-1-1-1-1-1-1

应变速率：0.3s、0.6s、0.9s、1.2s、1.5s、2.0s、2.5s、3.0s

（4）

整理实验数据，对获得的金相组织照片进行处理；

（5）-

根据手里的数据和金相照片，写论文。

3.数据处理：

根据记录的应力、应变、压力、位移、温度和时间等数据，以及获得的试样金相

图片，进行数据处理和实验分析。

（1）根据所得的试样原始晶粒组织、室温下不同应变速率试样晶粒组织以及不

同变形温度和不同应变速率试样的晶粒组织，分析不同变形条件下对微观

组织的影响；

（2）绘制不同变形温度和不同应变速率下的真应力-真应变曲线图；

（3）分析变形温度以及应变速率对流变应力的影响；

（4）分析变形温度以及应变速率对峰值应力的影响；

4.模型选择

（1）流变应力本构模型；

（2）晶粒尺寸模型；

（3）建立原始晶粒尺寸、取向、形貌随机分布的表