6016鋁合金熱變形行為及熱連軋過程數(shù)值模擬研究.pdf

1、6016鋁合金是Al-Mg-Si系可熱處理強化鋁合金，此類合金具有良好的可成形性、抗蝕性、可焊性、疲勞強度與中等的靜態(tài)強度，用于制造飛機油箱、油管、汽車、船舶等交通運輸裝備的鈑金件、儀表、街燈支架、制泠裝置、電視塔、鉆設(shè)備、導(dǎo)彈零件、鉚釘線材等。6016合金也是歐美全鋁汽車覆蓋件的首選材料。本文采用熱變形模擬與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對6016鋁合金熱軋過程的顯微組織演變進行研究并對熱連軋軋制力進行了預(yù)測。
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2、1500熱模擬機上對6016鋁合金進行了熱壓縮變形實驗，變形溫度為300～500℃，變形速率為0.01～10 s-1。結(jié)果表明：在低應(yīng)變速率(≤1s-1)條件下，流變應(yīng)力隨著應(yīng)變的增加而增大，達到峰值后趨于平穩(wěn)，表現(xiàn)出動態(tài)回復(fù)特征；而在高應(yīng)變速率(10s-1)條件下，隨著應(yīng)變的增加，流動應(yīng)力曲線出現(xiàn)鋸齒狀波動，達到峰值后逐漸下降，表現(xiàn)出不連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶特征。本構(gòu)分析表明：可以采用雙曲正弦函數(shù)來描述6016鋁合金高溫?zé)釅嚎s變形流變行為，熱

3、變形激活能為270.257 kJ/mol。計算峰值應(yīng)力與實測峰值應(yīng)力之間的相對誤差在±8％之內(nèi)。通過光學(xué)顯微鏡(OM)和透射電子顯微鏡(TEM)觀察了不同條件下熱變形后鋁合金的微觀組織結(jié)構(gòu)，探討其高溫變形過程中組織結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。研究表明，本文所用的6016鋁合金在高溫塑性變形時主要的軟化機制為動態(tài)回復(fù)；再結(jié)晶晶粒隨著變形溫度的降低和變形速率的提高而產(chǎn)生明顯的細化。
　　 以5182鋁合金工業(yè)熱連軋的現(xiàn)場實際測量數(shù)據(jù)為依據(jù)，探索

4、了鋁合金熱連軋過程中溫度場的影響因素，熱輻射發(fā)射率與熱對流系數(shù)均采用系統(tǒng)默認值。發(fā)現(xiàn)當(dāng)軋件的速度大于軋輥的線速度90％時，摩擦因子m對溫度場的影響可以忽略，軋件的溫度場主要受熱傳導(dǎo)系數(shù)影響。過程獲得了熱連軋數(shù)值模擬所需要的合理的邊界條件參數(shù)。
　　 在計算機控制的板帶熱軋生產(chǎn)中，軋制力是軋制工藝規(guī)程設(shè)定中非常重要的環(huán)節(jié)，其設(shè)置精度直接影響板帶的質(zhì)量。利用有限元分析軟件DEFORM-3D對某廠5182鋁合金板材熱連軋過程進行數(shù)值模