變向平面擠壓對6063鋁合金組織的影響及有限元模擬.pdf

1、變向平面擠壓作為一種制坯工藝,能夠?qū)崿F(xiàn)大塑性變形,是一種新工藝,可以細化晶粒,改變β相的分布,使其均勻化,以提高合金的綜合性能。目前國內(nèi)外暫無該工藝的報道,為此本文以6063鋁合金作為研究對象,探究了擠壓工藝和熱處理工藝對鋁合金組織和性能的影響,進而研究變向平面擠壓工藝的變形機理和所存在的問題,并通過三維有限元模擬軟件DEFORM進行擠壓工藝模擬,從中解決工藝中存在的問題,為改進和優(yōu)化變向平面擠壓工藝提供了實驗數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。本文采用光

2、學顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜分析、透射電子顯微鏡(TEM)、維氏硬度等材料分析測試手段,對材料的各變形量擠壓態(tài)、熱處理后的微觀組織結(jié)構(gòu)和力學性能進行了分析。實驗結(jié)果表明:變向平面擠壓工藝一改以往的變形方法,通過新的變形方法不僅使得鋁合金晶粒得到細化,而且也可調(diào)整鋁合金中的第二相分布,硬度得到了提高。該變形方法不同于等通道變形,等通道變形中,鋁合金存在變形區(qū)和穩(wěn)定區(qū),無法改變第二相沿軸向的分布,因此無助于改變第二相分布

3、的不均勻性,而且存在著各向異性,本課題的變形方法可以明顯改變其缺陷,明顯提高其第二相的分布均勻化,使得鋁合金中的第二相顆粒之間的運動距離加大,促使其第二相顆粒的分布更加均勻。變向平面擠壓工藝和其它單軸成形工藝如軋制、單向壓縮不同,變向平面擠壓因其外加載荷軸方向不斷變化,最大應變主軸ε1的方向沿x、y、z三個方向循環(huán)變化,材料在形變過程中沿x、y、z三個方向都能被壓縮和拉長,反復變形,這不僅細化了晶粒,同時也細化了第二相,彌散了第二相。此