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在汽车轻量化的背景下,6XXX系铝合金因优良的综合性能而得到了广泛应用。时效处理作为Al-Mg-Si合金最常用的强化方法之一,可以大幅度提升合金的强度,但也会降低其塑性,这使得铝合金在一些对综合性能要求较高的结构件上的应用受到限制,因此研究时效对铝合金力学性能及应变的影响规律,对改善合金的综合性能进而推动其更广泛的应用具有重要意义。
本文从定向凝固所得Al-1Mg-0.3Si柱状组织中截取多组准二维多晶试样,运用显微硬度计、拉伸机、电子背散射衍射技术、扫描电子显微镜等设备,用准原位二维数字图像相关法(Digital image correlation,DIC)获取力学性能不同的合金在不同拉伸应变下的应变分布图,结合晶粒取向等微观信息研究了时效条件对应变不均匀性的影响,并将DIC方法与滑移迹线分析法结合确定部分激活的滑移系。所得结果如下:
不同时效条件下合金的力学性能不同,采用合理的时效工艺可以在不降低合金强度的同时改善其塑性:175℃-9h和225℃-0.5h的屈服强度分别为158MPa和155MPa,延伸率分别为14.5%和10%,两者屈服强度相近,但175℃-9h延伸率比225℃-0.5h提升了31%;同样的,175℃-16h与225℃-1h屈服强度相近(分别为192MPa和196MPa),而延伸率分别为8.03%和4.5%,175℃-16h较225℃-1h延伸率提升了44.9%。本文重点分析上述两组对比样及固溶样的应变分布及变形特点。
DIC结果表明,所有样品均在受晶界限制最少的晶粒中观察到明显的变形带且在该晶粒中优先产生最大塑性变形,这是因为在晶粒取向相似的前提下,晶粒受晶界的限制越少,位错运动阻力越小,越容易发生塑性变形;固溶样的应变分布及演变比时效样更均匀,一方面固溶样的应变图颜色分布比时效样更均匀,另一方面样品从3%拉伸变形到5%的过程中,固溶样的全局应变增幅比时效样更均匀;与225℃-0.5h和225℃-1h相比,175℃-9h和175℃-16h塑性更好可能与其大变形区域有关。塑性较差的225℃-0.5h和225℃-1h试样其大变形区域分布较离散,而塑性较好的175℃-9h和175℃-16h试样其大变形区域更连续,可以承担更多的塑性变形,从而使其塑性更好。
本文从定向凝固所得Al-1Mg-0.3Si柱状组织中截取多组准二维多晶试样,运用显微硬度计、拉伸机、电子背散射衍射技术、扫描电子显微镜等设备,用准原位二维数字图像相关法(Digital image correlation,DIC)获取力学性能不同的合金在不同拉伸应变下的应变分布图,结合晶粒取向等微观信息研究了时效条件对应变不均匀性的影响,并将DIC方法与滑移迹线分析法结合确定部分激活的滑移系。所得结果如下:
不同时效条件下合金的力学性能不同,采用合理的时效工艺可以在不降低合金强度的同时改善其塑性:175℃-9h和225℃-0.5h的屈服强度分别为158MPa和155MPa,延伸率分别为14.5%和10%,两者屈服强度相近,但175℃-9h延伸率比225℃-0.5h提升了31%;同样的,175℃-16h与225℃-1h屈服强度相近(分别为192MPa和196MPa),而延伸率分别为8.03%和4.5%,175℃-16h较225℃-1h延伸率提升了44.9%。本文重点分析上述两组对比样及固溶样的应变分布及变形特点。
DIC结果表明,所有样品均在受晶界限制最少的晶粒中观察到明显的变形带且在该晶粒中优先产生最大塑性变形,这是因为在晶粒取向相似的前提下,晶粒受晶界的限制越少,位错运动阻力越小,越容易发生塑性变形;固溶样的应变分布及演变比时效样更均匀,一方面固溶样的应变图颜色分布比时效样更均匀,另一方面样品从3%拉伸变形到5%的过程中,固溶样的全局应变增幅比时效样更均匀;与225℃-0.5h和225℃-1h相比,175℃-9h和175℃-16h塑性更好可能与其大变形区域有关。塑性较差的225℃-0.5h和225℃-1h试样其大变形区域分布较离散,而塑性较好的175℃-9h和175℃-16h试样其大变形区域更连续,可以承担更多的塑性变形,从而使其塑性更好。