连续挤压Al1.1Mg0.3Cu合金拉伸性能和加工硬化行为,这是一篇与连续论文范文相关的免费优秀学术论文范文资料,为你的论文写作提供参考。
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摘 要：为了提高Al1.1Mg0.3Cu合金线杆的拉伸性能,通过金相、透射电镜、扫描电镜显微组织观察和拉伸试验分别对连续挤压态及拉拔退火态合金的微观组织和拉伸性能进行了研究.结果表明：连续挤压成形工艺有助于进一步改善合金的拉伸性能,和传统拉拔后退火处理工艺相比,通过连续挤压工艺制备的合金组织晶粒细小而均匀,沉淀相和位错密度较少,致使合金的延伸率相对较高而加工硬化率相对较低；此外,相比传统工艺,由连续挤压工艺制备的合金拉伸试样断口形貌中韧窝更深、更细小.
关键词：铝合金；连续挤压成形；显微组织；力学性能；加工硬化
中图分类号：TG146.2文献标识码：A
Abstract：In order to improve the drawability of Al1.1Mg0.3Cu alloy wire rod, the microstructures and mechanical properties of continuous extruded and conventional drawn and annealed alloys were investigated by observation of optical microscopy, transmission electron microscopy and scanning electron microscopy and tensile testing. The experimental results show that continuous extrusion forming produced a finer, more uniform structure, with fewer precipitates and lower dislocation density, than that resulting from conventional drawing followed by annealing processing. Increased tensile elongation, lowered work hardening rate, and enhanced drawability resulted from continuous extrusion processing. The fracture surface of the material prepared by continuous extrusion presented deeper and finer dimples, compared with that of the conventionally processed material.
Key words：aluminum alloy； continuous extrusion forming； microstructure； mechanical properties； work hardening
铝合金或铜包铝复合电线导线具有成本低、重量轻、强度和电导率高等特点,已经代替铜基合金广泛应用于电工领域[1-6].研究表明,合金的加工硬化率越高、延伸率越小,在室温拉拔过程中越容易发生断裂[7-8].
Conform连续挤压成形工艺已广泛应用于软铝合金杆材、管材、型材以及铜导线的连续生产中.该工艺具有如下特点：坯料无需加热、能耗低；生产周期短、生产率高、产品成品率高；生产工序简单、可连续生产长度不受限制的产品[9-11].原料被连续送入挤压轮的凹形槽和槽封块所构成的几乎密闭的挤压型腔内,在堵头处,坯料沿圆周方向的运动受阻,被迫进入挤压模腔,最后通过装在模腔内的模具挤成所需的产品.研究表明[10-12]：在Conform连续挤压成形过程中,材料发生塑性变形的区域内会产生一个强烈的内部剪切带（IISB）.剧烈的剪切变形会产生大量的变形热,从而降低了塑性变形的不均匀性,提高了金属的塑性变形能力.
通过Conform连续挤压在改善AZ31镁合金的组织均匀性的同时还改变了镁合金基面结构,从而增强了该合金的塑性[12].Utsunomiya等人[13]利用连续剪切变形方式（conshearing）和Raab等人[14]利用ECAPConform工艺分别细化了铝合金,以提高铝合金性能.利用Conform工艺的特性（强烈的内部剪切变形和变形温度逐渐增加）来提高铝合金力学性能和提高产品成材率的相关研究文献较多[12].
在铜包铝镁合金细线实际工业生产过程中,导线在拉拔过程中经常产生裂纹、断裂等问题.分析发现可以通过添加过量的铜或者在拉拔前进行Conform连续挤压变形来提高AlMg合金芯导线的拉伸性能,从而提高产品的成品率[4],但机理还不够清楚.本文通过Conform连续挤压工艺制备Al1.1Mg0.3Cu合金线杆,并和传统拉拔后退火工艺制备的同种铝合金线杆的微观结构和拉伸性能进行比较分析,从而得到Conform连续挤压提高铜包铝镁合金拉伸性能的相关机理.
1实验方法
1.1化学成分
实验中,Al1.1Mg0.3Cu合金的化学成分（质量分数,%）为：wMg等于1.1,wCu等于0.3,wMn等于0.008,wZn等于0.05,wSi等于0.06,wFe等于0.15,wAl等于余量.
1.2实验工艺
通过LJ300铝连续挤压机将直径为12 mm的Al1.1Mg0.3Cu合金杆材挤压成直径为8.7 mm的线材.挤压轮直径为300 mm,转速为16 r/min,挤出部分速率约为0.48 m/s,挤压模出口温度大约为430 ℃.挤出后,在离模具出口2 m处对线杆进行水冷.另外,通过拉拔机将直径为12 mm的Al1.1Mg0.3Cu合金杆材在室温下拉拔成直径为8.7 mm的线杆,拉拔速率为3.2 m/s.然后再将拉拔线材进行退火处理,退火温度为430 ℃,退火时间为4 h.
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