论文部分内容阅读
近年来,提高铝合金塑性为主导的先进材料技术已成为车辆轻量化发展的潮流。细化6000系铝合金晶粒对提高其塑性成形性能有重要意义。本文基于搅拌摩擦加工6016铝合金,利用金相显微镜(OM)、电子背散射衍射技术(EBSD)、X射线光谱仪(XRF)、显微硬度和万能拉伸等实验测试方法,系统研究了搅拌摩擦加工固溶和时效两种状态6016铝合金的微观组织、织构特征和力学性能,同时对比和分析不同搅拌加工工艺对铝合金微观组织、织构特征和力学性能的影响。主要结果如下:固溶态6016铝合金在搅拌头旋转速度和加工进给速度分别为800rpm和100mm/min的加工条件下能成功的使组织细化、均匀化、致密化。经过搅拌摩擦加工后,发生动态再结晶,晶粒呈等轴晶,退火后晶粒没有长大趋势,具有很好的耐热性。在搅拌中心区、冠状区、前进侧、与后退侧四个区域中,丝织构最强分布在冠状区、前进侧和后退侧区域PD<001>方向上,在ND方向四个区中都表现出较弱的丝织构,冠状区区域的主要织构与搅拌中心区域的主要织构相同,冠状区织构体积分数略微强于搅拌中心区域织构体积分数,前进侧区域主要织构中没有{112}<111>Copper织构,后退侧区域主要织构中没有{001}<110>Cube织构。固溶态搅拌摩擦加工后,常温下延伸率得到显著提升,合金硬度随着TD方向延伸,是先减小后增大,呈现出凹字形状图像。时效态6016铝合金在800rpm和100mm/min的加工条件下能成功的进行组织性能优化。经过搅拌摩擦加工后,发生动态再结晶,晶粒细化,呈等轴晶,晶界第二相被搅碎或者溶解在组织内。在搅拌中心区、冠状区、前进侧、与后退侧四个区域中,搅拌中心区域主要变形织构没有{236}<385>Brass、{123}<634>S织构,只有单一的{001}<100>Cube织构,冠状区织构体积分数略微强于搅拌中心区域织构体积分数,前进侧区域主要变形织构{124}<211>R、{123}<634>S、{025}<100>Brass、{236}<385>Brass,织构体积分数强于后退侧任一织构。时效态搅拌摩擦加工后,常温下延伸率得到提高,合金硬度随着TD方向延伸,是先增大后减小,呈现出凸字形状图像。600rpm、100mm/min,800rpm、100mm/min,1000rpm、100mm/min,1200rpm、100mm/min四组不同搅拌针旋转速度,相同加工进给速度都能成功对6016铝合金进行组织性能优化。四组工艺都能细化晶粒,晶粒尺寸大小相近,没有产生第二相,金属不受毛刺缺陷、飞边缺陷、匙孔缺陷的影响。最强丝织构产生在1000rpm、100mm/min区域TD方向<335>、<535>丝织构,最强面织构产生在600rpm、100mm/min区域ND方向(111)面织构,1200rpm、100mm/min区域主要变形织构{025}<100>Brass、{001}<100>Cube、{011}<100>Goss、{001}<110>Cube、{112}<111>Copper、{111}<112>Brass、{111}<110>Brass变化复杂。搅拌针旋转速度和加工进给速度800rpm、100mm/min加工条件下,能够得到最高的抗拉强度和最好的延伸率。1200rpm、100mm/min的加工条件下能成功获得高硬度。