动态剧烈塑性变形下6061铝合金微结构演化及力学性能研究

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1、国内图书分类号：TG146密级：公开国际图书分类号：西南交通大学研究生学位论文动态剧烈塑性变形下6061铝合金微结构演化及力学性能研究年级二零一五级姓名祁登科申请学位级别工程硕士专业材料工程指导老师罗胜年教授二零一八年五月ClassIfIedIndex:TG146U.D.C:SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisResearchonMicrostructureEvolutionandMechanicalPropertiesof6061AluminumalloybydynamicsevereplasticdeformationGr

2、ade:2015Candidate:QiDengkeAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:MaterialEngineeringSupervisor:Prof.LuoShengnianMay.2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要铝合金具有成型性好、耐腐蚀性强、比强度高等特点，在航空、航天、汽车等领域有着广泛的应用前景，且是未来轻量化材料的优选之一。孪晶作为一种重要的变形机制一直是材料变形机理研究的热点问题。高密度的变形孪晶可以有效提高金属协调变形能力和材料的破坏强度。本文采用动态剧烈塑性变形方法研

3、究6061铝合金中的孪晶现象并对加载后的样品进行力学性能测试，取得的结论如下：(1)研究了6061铝合金分别沿RD、TD和ND方向加载后的微观组织演化。EBSD表征结果显示，沿RD方向加载后的样品中出现了微米级尺寸的孪晶，而另外两个方向加载后的结果中没有发现孪晶。(2)探讨了晶粒的各向异性对孪晶形成的影响。RD方向晶粒的取向差大，而且晶粒形态近乎于等轴晶，挤压过程中产生的大量位错有足够的空间在晶界处成核、传播、长大，因此在RD方向发现了微米级尺寸的孪晶，而其他两个方向没有。(3)对D-ECAP加载后的6061铝合金进行力学性能测试。拉伸测试结果显示沿RD方向加载后的样品拉伸强度提

4、高的最多，ND次之，TD最少。并对RD方向多道次加载后的样品进行硬度测试，发现硬度值随着挤压道次的增加而增加。(4)从孪晶强化、位错强化、晶界强化三个方面探讨了6061铝合金在D-ECAP加载后力学性能变化的原因。晶界和孪晶界两侧的取向不同，大大增加了位错运动的阻力，阻碍了位错的运动，从而提高了材料的强度。位错不断的增值，使得位错密度不断增加，导致位错间的交互作用进一步增强，导致材料的流变应力提高，宏观上的表现即为加工硬化。根据传统位错理论建立的“Hall-Petch”关系，晶粒尺寸越小，材料的屈服强度越大，D-ECAP加载后，晶粒得到细化，晶粒尺寸越小，晶界所占的比例就越大，材

5、料的强度越高。关键词：铝合金，动态剧烈塑性变形，变形孪晶，晶粒细化，力学性能西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractAluminumalloyshaveawiderangeofapplicationsinaviation,aerospace,automotive,andotherareas,becauseofitsexcellentformability,corrosionresistanceandhighspecificstrength,andoneofthepreferredlightweightmaterialsinthefuture.Twincrystals

6、asanimportantdeformationmechanismhavealwaysbeenahotissueinthestudyofthedeformationmechanismofmaterials.High-densitydeformedtwinscaneffectivelyimprovetheabilityofmetalcoordinationdeformationandthematerial'sbreakingstrength.Inthispaper,dynamicsevereplasticdeformationmethodisusedtostudythetwinni

7、ngphenomenonin6061aluminumalloyandthemechanicalpropertiesoftheloadedsampleweretested.Theconclusionsareasfollows:(1)Themicrostructurechangesof6061aluminumalloyafterloadinginRD,TDandNDdirectionswerestudied.EBSDcharacterizationresultsshowedthatm