【摘 要】
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6061铝合金具有高强度、耐腐蚀性强以及可成型性好等特点,被广泛的应用在航空航天以及汽车领域上,是未来汽车轻量化的热门材料。随着汽车行业的快速发展,需要更高强度的轻金属材料满足其发展。晶粒细化可以有效提高材料的强度,等通道转角挤压（Equal Channel Angular Pressing,ECAP）技术细化晶粒显著,可以制备出超细晶甚至纳米级材料。因此研究6061铝合金等通道转角挤压过程中的组
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6061铝合金具有高强度、耐腐蚀性强以及可成型性好等特点,被广泛的应用在航空航天以及汽车领域上,是未来汽车轻量化的热门材料。随着汽车行业的快速发展,需要更高强度的轻金属材料满足其发展。晶粒细化可以有效提高材料的强度,等通道转角挤压（Equal Channel Angular Pressing,ECAP）技术细化晶粒显著,可以制备出超细晶甚至纳米级材料。因此研究6061铝合金等通道转角挤压过程中的组织演变规律、晶粒细化机理及力学性能的变化为铝合金的塑性加工提供理论依据。本文以轧制态的6061铝合金板材为研究对象。室温下,对6061铝合金在A路径、Bc路径、C路径等通道转角挤压四道次。通过透射电子显微镜（TEM）、电子背散射衍射技术（EBSD）、X射线衍射（XRD）等分析6061铝合金的微观组织的演变和晶粒细化机理。并通过万能电子拉伸机进行力学性能测试,分析了挤压道次和挤压路径对6061铝合金力学性能的影响。主要研究结果如下:（1）原始材料为典型的轧制晶粒,6061铝合金经过一道次ECAP挤压后,晶粒细化显著,晶粒被沿着45°拉长,晶粒取向比较明显。等通道转角挤压一道次后6061铝合金内形成相互交错的变形带和剪切带,大晶粒被破碎成许多细小的晶粒。6061铝合金Bc路径挤压四道次后,由于进一步的剪切作用,晶粒细化更加显著,形成细小的近乎等轴晶。（2）6061铝合金的初始抗拉强度为332.23MPa,硬度为72.41HV,延伸率为24.97%。挤压一道次后抗拉强度为469.65MPa,抗拉强度提高了 41.36%,硬度为90.37HV,提高了 24.80%,延伸率迅速下降到6.41%,下降了 1 8个百分点。6061铝合金经过一道次挤压后,材料内位错密度增加,晶粒细化,晶界增多,对位错的阻碍作用增强,因此抗拉强度和硬度提高,塑性有所下降。（3）6061铝合金从抗拉强度、硬度以及延伸率分析,Bc路径是三种路径中的最佳工艺路径。并且Bc路径在第四道次挤压后获得较好的力学性能,此时6061铝合金的抗拉强度为541.73 MPa,相比原始材料提高了 63.05%,硬度为122.76HV,相比提高了 69.53%,延伸率为10.35%,相比降低了 14.45%。（4）原始材料平均晶粒尺寸约30.35μm。挤压一道次后6061铝合金的晶粒被拉长,大晶粒被破碎成许多小晶粒,晶粒细化比较显著,挤压一道次后平均晶粒尺寸约为6.17μm。挤压四道次后由于近一步的剪切作用,晶粒细化更加显著,平均晶粒尺寸约为0.72μm。Bc路径挤压四道次后就可以形成超细晶材料,晶粒大小和形态均发生了较大变化。（5）6061铝合金原始材料中晶粒取向差大部分小于5°,主要是小角度晶界,大角度晶界只占8.4%。挤压四道次后晶粒取向差在15°-55°,大角度晶界明显增加,大角度晶界占32.9%。经过一道次挤压后,变形晶粒增多,亚结构和再结晶晶粒减少。Bc路径等通道转角挤压四道次后变形晶粒大幅度的减少,亚结构显著增加,随着变形量的增加,更多的亚晶粒有利于再结晶形核。
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