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随着现代工业的发展,铝合金的应用越来越广泛,进一步的提高铝合金的强度和塑性也变得日益重要。搅拌摩擦加工可以细化材料的晶粒,提高材料强度和塑性。本文首先开展单道次搅拌摩擦加工实验,选取不同的搅拌头旋转速度、进给速度、轴肩下压量,对8 mm厚的时效态铝合金进行搅拌摩擦加工,研究各参数下搅拌区的拉伸性能,得到搅拌区抗拉强度最高的搅拌摩擦加工工艺参数。基于此对6061铝合金进行三道次搅拌摩擦加工,研究三道次搅拌摩擦加工后6061铝合金组织和性能的变化;并对固溶态6061铝合金进行一道次搅拌摩擦加工,与时效态6061铝合金搅拌摩擦加工进行对比,研究不同初始热处理状态对搅拌摩擦加工6061铝合金组织性能的影响,得到最佳搅拌摩擦加工工艺。将搅拌摩擦加工与不同变形量冷轧处理的6061铝合金进行比较。对热挤压6061铝合金进行单道次搅拌摩擦加工,当搅拌头旋转速度为1200r/min,进给速度为90 mm/min,压下量为1 mm时,晶粒尺寸由110μm降低到20μm(搅拌区)以下,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为346 MPa、182 MPa和24.7%。经180℃×6 h时效处理后,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为397MPa、316 MPa和13.2%,搅拌区的断裂方式为微孔聚集形的韧性断裂。当搅拌道次为三道次时,搅拌区晶粒更加细小均匀,抗拉强度达到404 MPa,延伸率为13%。人工时效处理后不同道次搅拌摩擦加工的材料材料延伸率基本相同。对不同前处理的6061铝合金进行搅拌摩擦处理,固溶态6061铝合金经搅拌摩擦加工后,在加工区横截面发现了较为明显的孔洞型缺陷;而时效态6061铝合金并没有出现该缺陷。固溶态6061铝合金搅拌摩擦加工后抗拉强度、屈服强度和延伸率为337 MPa,180 MPa和25.79%。经180℃×6 h峰值时效后,搅拌区抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为399 MPa,326 MPa和15.23%。对6061铝合金进行冷轧处理,随着冷轧变形量的增加,晶粒破碎,组织中产生了高密度位错,硬度增加。当变形量为80%时,抗拉强度,屈服强度和延伸率分别为357 MPa,315 MPa,4.7%;560℃×2 h固溶处理+80%冷轧变形+180℃×5h时效处理的形变热处理后抗拉强度,屈服强度和延伸率分别为368 MPa,330 MPa,4%。