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6061铝合金热轧厚板组织与性能的研究

图3-1试样HR金相组织：（a）表层；（b)中心层

扫措 分析

图3-2是铝 合金热轧 板腐蚀 后的形貌 ，对白色块 状进行 能谱 分析 可知，热轧板中含 有难 溶的 FeSi 相。

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4.1(). .I,

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图3-26061铝合金热轧板虞蚀SEM形貌及能谱分析

透射分析

为了进一步研究的61铝合金板热轧中及热轧后不同厚度处的微观组织，对热轧板表层和中心层进行了透射电镜观察。图3-3所示为6061铝合金热轧厚板表层和中心层的TEM照片．虽然在热轧后快速冷却的表层金相组织中没有观察到再结晶组织，但从其TEM组织中观察到了再结晶核，如图3-3(a), 6061铝合金热轧板表层组织中含有大量亚晶，亚晶晶粒组织呈现为等轴状，晶粒大小大约为1~2wn.亚晶之间取向差较小。表明在变形过程中已经形成了再结晶核心，只是由于单道次变形时间较短，动态再结晶过程还只是处于形核阶段。在热变形后，由于不再需要形核孕育期，会发生突发性再结晶，即亚动态再结晶。因此，在变形后冷却速度较慢的组织中（中心层）可以观察到大量的再结晶组织（见图3-1

( b)）。相关 文献研究表明，热加工后缓冷时，合金将进行静态回复，在回复过程中，亚晶通过吞并与其邻接的其他亚晶以减少亚晶界面能，这种吞并过程也使得长大的亚晶与邻近亚晶的取向差变大[S3,SJ4, 减少了亚晶随后连续长大的阻力，当亚晶达到一定尺寸后便成为再结晶核(52]．

图3-36061铝合金热札厚板的TEM照片：（a淳是，（b）中心

6061铝合金均匀化后在大变形热轧过程中，从图3-3(a)、(b)可观察到，有尺寸长度大千2um,宽度大约为0.2um的粗大板状粒子和少量尺寸较小O.lum的小粒子存在。且靠近表层的析出数量明显多千中心层．对其进行能谱分析，发现该粒子的化学组分如表3-1所示。由表3-1可知，该粒子为富Si、Mg、Cu含量的金属间化合物。由b图的能谱分析可知，粒子由Al、Mg、Si、Cu四种元素构成，是一种四元化合物。该相的化学组成与AmbergL515J描述 的A`。心如 Si,相符。

表3-1 图3-4中粗大粒子的能计分析

Elem AlWeight/lo 55.3

Atomic% 56.3

Si

15.0

14.6

Mg

15.S

17.S

Cu

ol10.

ol

4.3

研究表明，粗大第二相粒子的存在有利于再结晶形核，粗大第二相粒子与基体不存在共格关系，在变形过程中，在这些粗大的第二相周围形成了强烈的晶格畸变区，该区域的亚晶大小不一，且取向差较大，亚晶内位错密度较高，由此可提供较大的亚晶界迁移驱动力，促进再结晶形核（匈。然而，在本实验中，在图3-3中可观察到组织中存在较多尺寸大小为0.2~20.um之间的粗大相，但粗大相周围区域均观察到再结晶现象，说明在本实验条件下，尺寸为0.2~20.um之间的粗大相不能促进再结晶形核。

图3-4为热轧板不同厚度处的位错结构。由图3-4(a)、(b)可知，热轧板表层位错在晶界及亚晶界缠结，形成位错胞。晶内也有位错存在。而中心层晶内及晶界处较干净，位错较少．且中心层的亚晶粒尺寸大于表层。这是由千热轧中，中心层温度较高且基本不受轧辗摩擦的影响，变形应力小，在轧制道次间隙中，回复与再结晶程度大千表层。热轧后，中心层冷却速度慢，在轧制过程中回复与再结晶程度大于表层．这些位错缠结在一起，并被第二相粒子钉扎，使得合金得

到强化。亚晶界上细小的弥散相粒子的存在将阻碍晶界迁移进而抑刺再结晶过程

[S7.S盯

图3-4热轧厚板不同厚度处的住错结：O构表层， 6）中心层

织构分析

图3-5为6061铝合金热轧板表层与中心层的ODF图。由图3-1和图3-5

分析可得，厚板在轧制过程中厚度方向变形不均匀．由于轧稚与轧件之间的摩擦使得板材表面发生了沿轧向的剪切变形，其应变模式为在平锤压缩应变的基础上叠加一个沿轧向的剪切应变，因而表层织构中出现了剪切织构1对于厚板，由于

轧辄接触弧长与板材平均厚度的比值Uh比较小，中心层几乎不受摩擦的影响，

为典型的平锤压缩变形模式，织构表现为典型的轧制织构．从表层到中心层剪切应变逐渐小，因而表层的应变模式复杂，其相应的变形组织也复杂。

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