研究背景与目的
5052-O铝合金作为一种不可热处理强化的变形铝合金,因其优异的成形加工性能、抗腐蚀性和中等强度,被广泛应用于航空航天(如飞机油箱)、交通运输(汽车船舶部件)以及电子仪表等领域。然而,其在高温环境下的力学行为和组织演变规律尚未明确,这限制了该材料在热成形工艺中的进一步应用。本研究通过系统的实验分析,旨在揭示5052-O铝合金在20-300℃温度范围内的性能变化机制,为实际生产中的温成形/热成形工艺参数选择提供科学依据。
5052-O 铝合金拉伸试样示意图
试样的力学性能与形貌
5053-O 铝合金不同温度下的加工硬化曲线
拉伸断裂后断口表面形貌
不同拉伸温度下5052-O 铝合金微观组织晶粒取向分布图
不同拉伸温度下5052-O 铝合金微观组织KAM 图(GOS)
5052-O 铝合金在不同温度下拉伸后的织构变化
结论
分析了不同拉伸温度(20、50、100、150、200、 250、300 ℃)下,5052-O 态铝合金板材力学性能和 微观组织的演变规律,结论可归纳如下: 1)在室温~200 ℃范围内,随着温度的升高,拉 伸试样的抗拉强度增加,但变化幅度并不明显。当拉 伸温度超过200 ℃以后,材料的抗拉强度明显减小, 当温度为250 ℃时,材料的抗拉强度为233.3 MPa, 而且在300 ℃下材料的抗拉强度最小,为171.6 MPa。 2)当拉伸温度为 200 ℃时,在拉伸断口形貌中 观察到大小不一的孔洞和细小的等轴韧窝。小韧窝的 数量多而且致密,少量的韧窝尺寸较大较深。而在温 度为250 ℃和 300 ℃的试验条件下,5052-O 铝合金 断口形貌上的韧窝尺寸则较大,且韧窝深度较深。这 是因为随着拉伸温度的继续升高,相邻的较小韧窝逐 渐聚集,形成撕裂棱,表明材料具有较好的塑性。 3)5052 铝合金应变硬化指数n随着变形温度的 升高而逐渐降低,说明软化机制不足以抵消加工硬化 作用。而当变形温度高于200 ℃时,材料受到热激活效应的影响,晶粒内部应变上升,拉伸区域位错密度 升高。 4)随着拉伸温度的升高,晶粒内部的亚晶界增多。当温度达到250 ℃及以上时,大晶粒应力应变集 中,晶界周围形成新的再结晶结构。在室温条件下进 行拉伸后,5052-O 的主要织构是 Goss 织构 ({110})、Copper 织构({112})和 S 织 构({123}以及较弱的Brass织构({110})。 随拉伸温度的升高,Cube 织构表现出明显的择优取 向,同时取向密度增大。
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