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预时效6201铝合金重复连续挤压组织与力学性能

傅定发;张文刚;胡加敏;滕杰;张辉

【摘要】利用电子背散射衍射、透射电子显微镜、X射线衍射仪、偏光金相显微

镜和拉伸试验对连铸连轧6201铝合金经预时效及随后重复连续挤压过程中组织和

性能进行研究.结果表明:6201铝合金的强塑积随着挤压道次的增加逐渐增加,从原

始的2.93GPa·％增加到第四道次的4.85GPa·％,之后趋于平稳.预时效后合金析出

了大量的β″相,随着重复连续挤压道次的增加,晶粒有效细化且组织变得更加均匀,晶

粒平均尺寸从259μm细化至60μm;合金中高密度的位错逐渐缠结、塞积并向亚

晶界转变,时效析出的针状β″相逐渐回溶到合金基体.中力学性能的变化是晶粒细化

与均匀化、位错组态的变化以及弥散的β″相回溶的综合结果.

【期刊名称】《湖南大学学报（自然科学版）》

【年(卷),期】2018(045)012

【总页数】5页(P24-28)

【关键词】6201铝合金;预时效;重复连续挤压;微观组织;力学性能

【作者】傅定发;张文刚;胡加敏;滕杰;张辉

【作者单位】湖南大学材料科学与工程学院,湖南长沙410082;湖南大学湖南省喷

射沉积技术应用重点实验室,湖南长沙410082;湖南大学材料科学与工程学院,湖南

长沙410082;湖南大学材料科学与工程学院,湖南长沙410082;湖南大学材料科学

与工程学院,湖南长沙410082;湖南大学湖南省喷射沉积技术应用重点实验室,湖南

长沙410082;湖南大学材料科学与工程学院,湖南长沙410082;湖南大学湖南省喷

射沉积技术应用重点实验室,湖南长沙410082

【正文语种】中文

【中图分类】TG146.2

Al-Mg-Si系合金作为一种可时效热处理合金，具有轻量化，良好的成型性、焊接

性、导电性和抗腐蚀性等特点，在汽车、航空、轨道交通、建筑建材等领域得到了

广泛的应用[1-4].随着材料加工技术的快速发展，开发综合性能优良的合金成为亟

待解决的问题.近年来，一些研究者提出了连续挤压大变形的方法，使得合金在晶

粒细化和性能改善方面有了很大的提高.Xu等[5]采用ECAP-Conform并增加挤压

道次的方法显著地细化了6061铝合金晶粒并改善了组织的均匀性.Murashkin等

[6]通过ECAP-Conform连续大变形的方式获得了具有良好力学性能和导电性能的

超细晶6101铝合金.Kong等[7]对Al-Fe-Cu合金进行重复连续挤压之后，合金的

塑性得到了很大的提高，但其拉伸强度明显降低.

6201铝合金由于具有高强度和高导电性能已成为架空导线的首选材料.目前，采用

连续挤压的方法制备6201导线已经成为商业化的生产模式.周天国等[8]通过控制

挤压比在16.5～29.7之间制备出性能较高的6201导线.管仁国等[9]通过优化连续

流变挤压成形工艺铸造温度和挤压轮转速制备出性能良好的6201导线.Hu等[10]

采用重复连续挤压加人工时效的方式制备出6201铝合金，同时提高了合金的抗拉

强度和塑性.虽然国内外对6201合金连续挤压工艺有了一定的研究，但是这些研

究主要集中在连续挤压技术工艺参数、热处理方式方面，对连续挤压过程中合金组

织性能的演变研究较少.基于此，本文采用预时效加重复连续挤压大变形的方式，

研究了预时效态6201（Al-0.66Mg-0.51Si）铝合金在重复连续挤压过程中亚结构

组态与新晶粒形成的演变过程，特别关注预析出相粒子在挤压过程中的动态回溶现

象，为合金力学性能的应用实效和机理改善提供理论依据.

1试验材料及方法

试验试样采用直径为Φ9.5mm的连铸连轧（CSR）6201铝合金，其成分如表1

所示.首先将试样放入101-6型恒温干燥箱中进行175℃、8h时效处理，之后将

表面清洗、干燥后的合金杆料在室温下喂入LJ300连续挤压机.铝杆经连续挤压出

模口后经过2m后通过在线水冷却，然后再进行下一道次的连续挤压.如此过程重

复7次，每道次结束后铝杆的直径皆为10mm.

拉伸试验采用标准的试样在Instron电子万能试验机3382型拉伸试验机上进行，

拉伸试样的原始标距为30mm，标距直径为6mm.金相样品采用阳极覆膜进行电

解腐蚀，显微组织采用ProgResCT3偏光显微镜观察.EBSD样品经机械