6xxx系鋁合金低溫快速擠壓模擬研究.pdf

1、本文采用物理模擬和數(shù)值模擬技術(shù),借助Gleeble-1500熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)、HP工作站上的DEFORM有限元軟件以及金相組織觀察分析等手段,對(duì)6061和6063鋁合金低溫快速擠壓變形行為進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究.內(nèi)容包括:探討了兩種鋁合金低溫快速擠壓變形過(guò)程中流變曲線及流變應(yīng)力的變化規(guī)律,建立流變應(yīng)力模型,并分析了微觀組織變化;利用有限元熱力耦合技術(shù)模擬研究了鋁合金的低溫快速擠壓成形動(dòng)態(tài)過(guò)程.得出以下結(jié)論:1.在應(yīng)變速率小于20s<'-1>時(shí),

2、鋁合金流變應(yīng)力隨溫度的增加而減小,隨應(yīng)變速率的增大而增大.溫升隨應(yīng)變速率的增大而增大,當(dāng)應(yīng)變速率達(dá)到30s<'-1>,初始溫度為350℃時(shí),6063鋁合金在0.05秒內(nèi)溫升達(dá)32℃,由于劇烈的溫升,流變應(yīng)力明顯下降.2.在應(yīng)變速率為20s<'-1>,溫度450℃時(shí),真應(yīng)力—真應(yīng)變曲線出現(xiàn)了明顯的波動(dòng),并且組織中有新晶粒生成,說(shuō)明盡管鋁合金的層錯(cuò)能比較高,仍可發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶.3.可以用包含Arrhenius項(xiàng)的Z參數(shù)描述6063鋁合金低溫

3、快速變形時(shí)的流變行為,其Z參數(shù)可表述為:Z=εexp(171.68/RT)s<'-1>流變應(yīng)力、應(yīng)變速率與溫度的關(guān)系可用Z參數(shù)表示為:σ=59.5ln{[Z/(1.904×10<'13>)]<'1/8.47>+{[(Z/1.904×10<'13>)]<'2/8.47>+1}<'1/2>}Mpa .4.溫升大部分發(fā)生在擠壓的開(kāi)始階段,然后趨向穩(wěn)定.以擠壓比為25:1,擠壓桿速度為15mm/s的情況為例,當(dāng)坯料初始溫度設(shè)定為430℃時(shí),出模