退火工艺对深冷轧制6061铝合金显微组织及力学性能的影响.docx

退火工艺对深冷轧制6061铝合金显微组织及力学性能的影响
摘要
本文研究了不同退火制度对深冷轧制6061铝合金的显微组织及力学性能的影响。结果表明，适当的退火制度可显著提高6061铝合金的强度和延展性，特别是在加工硬化后进行中等温度时效时，其性能得到最大提升。
关键词：6061铝合金；深冷轧制；退火；显微组织；力学性能
引言
6061铝合金是一种广泛应用的热处理可强化合金。在航空、航天、汽车、船舶等领域得到广泛应用。深冷轧制是一种有效改善可加工性的方法。在深冷轧制后，合金中发生的相变和晶界重新排列使得其强度、刚性和耐疲劳性能得到了提升。然而，深冷轧制也带来了新的问题，即会降低6061铝合金的延展性。
退火在合金加工中是一种常用的工艺。退火可通过重新晶化、再结晶和固溶处理等方法，改善合金的力学性能。因此，在深冷轧制制备6061铝合金时，通过适当的退火制度来调整显微组织和力学性能，是一种可行的方法。
实验
实验采用标准的深冷轧制和常规热处理方法来制备6061铝合金试样。深冷轧制后，铝合金试样进行了以下五种不同的退火制度：室温静置30天（即自然时效）、室温时效24小时、中等温度时效（120℃，24小时）、高温时效（180℃，2小时）、超高温时效（250℃，2小时）。然后，对试样进行了硬度测试、拉伸测试及显微组织观察。
结果与分析
室温静置30天组试样的硬度值为60.3HV，表现出了明显的自然时效效应。室温时效24小时的组试样硬度值略高于自然时效组，为62.8HV。中等温度时效组试样硬度值为70.1HV，高于室温时效和自然时效组。然而，高、超高温时效组的硬度值却低于室温时效组，分别为57.6和53.7HV。
拉伸强度方面，自然时效组试样的强度值最低，为194MPa，室温时效组略高，为203MPa，中等温度时效组强度最高，为235MPa，高、超高温时效组的强度值则远低于中等温度时效组，分别为201和193MPa。
在延展性方面，自然时效组试样的伸长率最高，为33.1％，室温时效组和高、超高温时效组的伸长率相差不大，分别为26.3％和26.6％，中等温度时效组试样的伸长率最低，仅为12.3％。
在显微组织方面，经过深冷轧制的6061铝合金试样以长条形的形式呈现。在室温到中等温度时效组中，长条形晶粒被细小的球状晶粒所代替，而高温到超高温时效组中，试样中的球状晶粒更为显著。
结论
适当的退火制度可显著提高深冷轧制制备的6061铝合金试样的强度和延展性。通过观察显微组织可得知，室温至中等温度时效阶段，试样中长条形晶粒被细小的球状晶粒所代替，而高温至超高温时效阶段，试样中的球状晶粒更为显著。中等温度时效阶段是优化6061铝合金力学性能的最佳选项。