论文部分内容阅读
1060铝合金接近于纯铝,铝的含量高达99.635%;6061铝合金属于Al-Mg-Si系列铝合金,广泛运用于汽车和航空航天领域;7003铝合金属于Al-Zn-Mg-Cu系合金,具有优良的焊接性能和抗弹性能,在冷冻容器、低温器械、军用器械等运用广泛。复合镦挤（Cyclic equal channel compression,CECC）将等通道转角挤压（Equal channel angular pressing,ECAP）和多向压缩（Muti-axial compressing;MAC）相互组合。本文设计的复合镦挤路径为镦镦挤（MAC+MAC+ECAP,MME）;镦挤镦（MAC+ECAP+MAC,MEM）和镦挤挤（MAC+ECAP+ECAP,MEE）,一共进行3道次挤压,即一个循环复合镦挤。并且在上述复合镦挤路径的条件下再增加一个循环,即两个循环,6道次复合镦挤,其中等通道转角挤压阶段还分别进行Bc路径和C路径挤压,实验材料为1060、6061和7003三种材料的铝合金。通过DEFORM有限元模拟、力学性能分析、透射电镜分析、选区衍射分析和XRD分析,研究了复合镦挤后铝合金的晶粒细化机制。研究结果表明:（1）DEFORM有限元模拟发现:6061铝合金经两个循环,6道次复合镦挤后的等效应力、等效应变和损伤值都比较大,多向压缩阶段的载荷是等通道转角挤压阶段的6倍多。（2）经过两个循环,6道次MEM（Bc路径）挤压后,1060铝合金的晶粒尺寸从退火态的20μm36μm细化至0.8μm1.5μm,6061铝合金的晶粒尺寸从退火态的18μm28μm细化至0.9μm1.8μm,7003铝合金的晶粒尺寸从退火态的16μm24μm细化至750nm900nm,晶粒最细小且已达到纳米级别。（3）1060铝合金的第二相较少,6061铝合金主要的第二相是Mg2Si,7003铝合金的第二相含量最多,主要的第二相为Mg Zn2和Al2Mg3Zn3。经过一个循环,3道次复合镦挤后,第二相粒子的形状由原来的长针状逐渐转变成短棒状,不断地被分割且均匀地分布在晶内和晶界处。同时实验发现,第二相粒子对晶界具有钉扎的作用,第二相对晶界的钉扎作用主要表现为阻碍晶粒生长,从而促进晶粒细化。（4）随着复合镦挤道次的增加,铝合金的组织内产生了位错墙、位错胞和位错缠结,位错墙会随着应变量的增加逐渐演变形成亚晶,位错进一步在亚晶界处积聚和湮灭,使亚晶界逐渐转变为晶界,小角度晶界减少,大角度晶界增多,铝合金的晶粒不断被细化。在第二相钉扎和位错分割的共同作用下,铝合金的晶粒得到显著细化。