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6061鋁板冷軋與再結晶退火試驗研究

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1)對6061鋁板材進行不同冷變形量的軋製實驗,研究合金軋製變形組織的變化以及軋製織構的演變規律,並分析不同冷變形量對鋁板力學效能的影響·✘◕。結果表明,隨著冷軋變形量的增加,板材中的立方織構發生轉化而減少,β纖維織構得到發展;軋製過程中合金的強度◕✘·▩₪、硬度增加,而延伸率逐漸降低·✘◕。
2)對冷變形6061鋁板進行不同加熱溫度和保溫時間的再結晶退火處理,研究合金再結晶組織◕✘·▩₪、再結晶織構以及力學效能的變化規律·✘◕。研究發現,冷變形量越大,退火組織的平均晶粒尺寸越小;退火溫度越高,形核率以及晶核生長速率越高,再結晶驅動力越大;隨著退火時間的延長,再結晶進行得越充分,生成晶粒均勻而粗大的微觀組織·✘◕。退火後主要生成高強度的立方織構和旋轉立方織構,與加熱溫度和冷變形量相比,退火時間對合金織構型別及分佈的影響更為顯著·✘◕。此外,合金在固溶溫度以下退火後強度◕✘·▩₪、硬度降低,而延伸率明顯增加·✘◕。
3)建立多晶體材料單向拉伸條件下的三維細觀有限元模型,並確定細觀分析模型的尺寸·✘◕。發現隨著細觀分析模型尺寸的增加,拉伸變形後自由表面的粗糙度先增加而後趨於穩定·✘◕。小尺寸的模型在拉伸變形過程中晶粒變形不均勻,這是由模型中晶粒個數過少導致·✘◕。
4)文中基於單向拉伸變形,對不同初始表面粗糙度和初始晶粒尺寸的細觀模型進行了數值模擬分析·✘◕。結果顯示,塑性變形後的表面形貌可近似地分為兩個部分:一部分為非均勻變形的結果(粗化表面形貌),另一部分為均勻變形的結果(差值表面形貌)·✘◕。初始表面粗糙度使自由表面的粗化率(dSq/dε)降低,晶粒間取向差和其他因素所導致的非均勻變形對錶面粗糙度演變的影響隨初始表面粗糙度的增大而降低·✘◕。此外,沿不同方向的晶粒尺寸變化會對變形後的表面粗糙度產生不同程度的影響·✘◕。
5)研究了不同初始取向和織構型別對拉伸變形過程中表面粗糙度演變的影響·✘◕。結果表明,與織構型別相比,晶粒間取向差或者晶體取向不均勻分佈是導致塑性變形過程中表面粗糙化的更為關鍵的因素·✘◕。
6)透過單向拉伸實驗研究了變形過程中表面粗糙度的變化規律·✘◕。對比實驗測量結果和數值模擬結果,發現兩者所得的表面粗糙度的變化趨勢基本一致,驗證了細觀分析模型和有限元模擬結果的可靠性·✘◕。針對鋁合金矩形管的高內表面質量要求,本文從基礎實驗的開展入手,比較深入地研究了材料在實驗前後的微觀引數及力學效能變化·✘◕。然後基於實驗研究,建立了多晶體材料細觀有限元模型,分析了塑性變形過程中多種引數對錶面粗糙度演變的影響·✘◕。這些研究可為今後控制及減小鋁合金矩形管在冷拉拔成形後的內表面粗糙度打下堅實的基礎·✘◕。

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