《6061铝合金等温挤压热变形行为研究及工艺参数优化》由会员分享，可在线阅读，更多相关《6061铝合金等温挤压热变形行为研究及工艺参数优化（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、兰州理丁大学硕十学位论文摘要本文以铝棒材为研究对象，考察了热处理工艺对6 0 6 1 铝合金显微组织及力学性能的影响，借助T H E R M O R E S T O R - W 热模拟实验机、D E F O R M3 D 2 D 商业有限元软件以及金相组织观察分析等手段，对6 0 6 1 铝合金等温挤压变形行为进行了系统的研究。具体内容包括：采用不同的热处理工艺对6 0 6 1 铝合金进行固溶时效处理，考察了不同热处理条件对6 0 6 1 铝合金显微组织及力学性能的影响；进行了单轴压缩实验，获得该铝合金在不同应变速率和不同温度条件下流变应力曲线；探讨了该铝合金在热挤压变形过程中流变曲线及流变应
2、力的变化规律，使用有限元分析软件D E F O R M3 D 2 D ，建立了考虑热传导、对流、摩擦和塑性功等多种边界条件的热力耦合温度场的有限元模型，并在此基础上分析了该类铝合金在热挤压过程中材料的微观组织演变。研究得出以下结论：1 、6 0 6 1 铝合金经过固溶时效后，强度有了明显的提高。该系合金的主要强化相为M 9 2 S i ，随着固溶温度的升高，合金的强化相M 9 2 S i 充分地固溶在合金中，经时效后弥散的分布在基体中，提高了合金的硬度。比较得到，在固溶温度为5 3 0 ，保温6h ，时效温度为1 7 3 ，保温3h 时试样获得较高的综合性能。2 、通过单轴压缩实验，获得6 0
3、 6 1 铝合金不同应变速率和不同温度条件下应力一应变曲线，发现变形温度和应变速率是影响6 0 6 1 铝合金流变性能的重要因素，同一应变速率下变形温度越高流变应力越低，同一变形温度下应变速率越高，流变应力越高。3 、6 0 6 1 铝合金高温变形时的流变行为可以用Z e n e r H o l l o m o n 参数的双曲线方程较好地描述。通过实验和数值拟合确定各项材料系数，其本构方程可表示为占= 1 8 8 1 0 1 0 s i n h ( O 0 6 0 6 f f ) 2 0 脚e x p ( - 3 9 3 8 3 5 4 R T )其Z 参数可表示为Z = 6 e x p (
4、3 9 3 8 3 5 4 R T ) 。4 、通过不同挤压工艺条件的匹配模拟，结合关键讨论，发现在挤压速度为l0 m m s ，挤压坯料和模具预热温度为4 0 0 0 C 条件下，出料口制品温度达到4 5 3 0 C ，制品横截面温度梯度差可控制在1 0 * C 以内，可基本实现等温挤压，是一组优化的工艺参数。6 0 6 1 铝合金等温挤压热变形行为研究及工艺参数优化5 、通过组织演化模拟发现，挤压制品截断面上出现粗晶区和细晶区的直接过渡，并不是由材料表层摩擦生热导致，后，由变形能转化引起微区内能增大，大。而是由于局部区域金属发生大变形以导致局部区域出现了晶粒的再结晶长关键字：6 0 6 1
5、 铝合金；等温挤压；有限元；热力耦合；塑性变形；I V兰州理T 大学硕十学位论文A b s t r a c tT h e6 0 61a l u m i n u ms t i c ki su s e dt oi n v e s t i g a t e h ei n f l u e n c eo fs o l u t i o n - a g i n gt r e a t i n go nt h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e s ，a n dd i s c u s s e di s o t h e r m a le x t r u s i o nd i
6、s t o r t i o nb e h a v i o rw i t ht h eT H E R M O R E S T O R Wh o ts i m u l a t o r 、t h eD E F O R M3 D 2 Dc o m m e r c i a lf i n i t ee l e m e n ts o f t w a r e 、M e t a l l o g r a p h ym i c r o s c o p ea n dS Oo n T h ec o n t e n ti n c l u d e s ：U s i n gt h ed i f f e r e n ts o
7、l u t i o n a g i n gt r e a t i n gi st oi n v e s t i g a t e h ei n f l u e n c eo nt h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e so ft h e6 0 61a l u m i n u m ；F r o mh o ts i m u l a t o rh a so b t a i n e dt h et r u es t r e s s s t r a i nc u r v e su n d e rd i f f e r e n ts t r a i ns p e e
8、 da n dt h ed i f f e r e n tt e m p e r a t u r e ；F r o mt r u es t r e s s - s t r a i nc u r v e sa n dU s i n gD E F O R M3 D 2 Dh a sb e e nd i s c u s s e dt h ec h a n g er u l ea n dh a se s t a b l i s h e df i n i t ee l e m e n tm o d e lw i t hb o u n d a r yc o n d i t i o no ft h eh e
9、 a tc o n d u c t i o n 、t h eh e a tc o n v e c t i o n 、t h ef r i c t i o nh e a tg e n e r a t i o na n dt h ep l a s t i cm e r i ta n dS Oo n T h er e s u l t sa r ea sf o l l o w s ：1 、A f t e rs o l u t i o n - a g i n gt r e a t i n g ，t h e6 0 61a l u m i n u ma l l o y s i n t e n s i t y
10、h a de n h a n c e d T h em a i ns t r e n g t h e n i n gi sM 9 2 S i ，i tm e l t sf u l l yi nt h ea l l o yw i t hm e l t i n gt e m p e r a t u r ee l e v a t i o n ，a n de n h a n c e dt h ea l l o yd e g r e eo fh a r d n e s s T h eq u e n c h i n gt e m p e r a t u r e se n g a g e di nt h e
11、b e t t e rm e c h a n i c a lp r o p e r t i e sw e r e5 30，q u e n c h i n gt i m ew a s6h ，t h ea g i n gt e m p e r a t u r ew a s17 3 a n da g i n gt i m ew a s3h 2 、T h r o u g ht h es i n g l ea x l ec o m p r e s s i o ne x p e r i m e n th a do b t a i n e dt h et r u es t r e s s s t r a i
12、 nc u r v e su n d e rd i f f e r e n ts t r a i ns p e e da n dt h ed i f f e r e n tt e m p e r a t u r e T h ed i s t o r t i o nt e m p e r a t u r ea n dt h es t r a i ns p e e dw e r ei m p o r t a n ta t t r i b u t et oa f f e c tt h ef l o ws t r e s so f6 0 61a l u m i n u ma l l o y s ，t
13、h ef l o ws t r e s sg e t ss m a l l e rw i t ht h ei n c r e a s eo fd e f o r m a t i o nt e m p e r a t u r ea tt h es a m es t r a i nr a t e ，a n db e c o m e sl a r g e rw i t ht h ei n c r e a s eo fs t r a i nr a t ea tt h es a m et e m p e r a t u r e 3 、T h eZ e n e r - H o l l o m o np a
14、 r a m e t e rw a ss u i t a b l ef o r6 0 61a l u m i n u ma l l o y T h eZ e n e r H o l l o m o np a r a m e t e r ，Z ，i sd e f i n e db yt h ee x p r e s s i o n ：Z = 舌：e x p ( 3 9 3 8 3 5 4 R T )a n dC o n s t i t u t i v ee q u a t i o ni s= 1 8 8x1 0 1 0 s i n h ( O 0 6 0 6 a ) 2 0 脚e x p ( 一
15、3 9 3 8 3 5 4 R T )4 、T h r o u g ht h em a s s i v es i m u l a t i o n s ，d i s c o v e r e dt h a tt h ee x t r u s i o ns p e e di s10 m m sa n dt h ee x t r u s i o nt e m p e r a t u r ei s4 0 0 。Cc a nr e a l i z e dt h ei s o t h e r m a le x t r u s i o nV6 0 6 1 铝合金等温挤压热变形行为研究及工艺参数优化b a s
16、i c a l l y I t sd i s c h a r g eh o l et e m p e r a t u r ei s4 5 3 ，t h el a t e r a ls e c t i o ng r a d i e n to ft e m p e r a t u r ed i f f e r e n c ei Ss m a l l e rt h a n10 5 、F r o mt h es i m u l a t i o n ，t h er e s u l ts h o wM i c r oa r e as t r a i nc a n1 e dt om i c r oa r e ai n t e r n a le n e r g yi n c r e a s e da n dD y n a m i cr e c r y s t a l l i z a t i o n ，t h e nf o r mb i gc r y s t a lg r a i n K e yw
