鋁合金因具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、加工性好、 可焊接和耐腐蝕等優(yōu)良性能而備受工業(yè)界的青 睞。 其中6061 鋁合金因具有優(yōu)良的力學(xué)性能。 隨著材料加工向高速、節(jié)能、連 續(xù)化方向發(fā)展， 高速變形的應(yīng)用將越來(lái)越廣。 作 為一種很重要的結(jié)構(gòu)材料，其室溫的力學(xué)性能數(shù) 據(jù)可從相關(guān)資料和手冊(cè)中查到，但其高溫塑性 變形時(shí)的流變應(yīng)力、 變形特征和成形性指標(biāo)等還 缺乏深入研究  。 本文旨在通過(guò)等溫軸對(duì)稱(chēng)熱壓 縮模擬實(shí)驗(yàn)確定 6061 鋁合金高溫塑性變形時(shí)流 變應(yīng)力與變形條件(變形溫度、應(yīng)變速率)之間的 關(guān)系，以及熱變形過(guò)程中的微觀(guān)組織結(jié)構(gòu)的變化 規(guī)律及其影響因素，為進(jìn)一步合理制定 6061 合金 的熱加工工藝方案， 實(shí)現(xiàn)有限元模擬及其組織與 性能之間的關(guān)系提供理論依據(jù)

  鋁合金具有比強(qiáng)度高、易變形等優(yōu)良性能，在航空航天、交通、通訊、計(jì)算機(jī)和家電等方面有廣泛的應(yīng)用。熱塑性成形可以改善零件的微觀(guān)組織，是制造高性能鋁合金零件的重要方法。為了提高鋁合金零件的力學(xué)性能，人們對(duì)鋁合金熱變形性能、微觀(guān)組織演化規(guī)律以及熱塑性成形和超塑性成形工藝方面進(jìn)行了很多研究。值得注意的是，在大多數(shù)材料科學(xué)研究論文給出的只是一些金相照片以及據(jù)此給出的微觀(guān)組織演化規(guī)律的定性描述。在計(jì)算技術(shù)迅速發(fā)展的今天，為了開(kāi)展塑性成形工藝數(shù)值模擬和微觀(guān)組織演化的預(yù)測(cè)，更希望給出材料高溫力學(xué)性能和微觀(guān)組織演化規(guī)律的定量描述。

現(xiàn)有研究可通過(guò)圓柱體單向高溫壓縮實(shí)驗(yàn)和金相實(shí)驗(yàn)方法研究了鋁合金6061的高溫變形的力學(xué)性能和微觀(guān)組織演化規(guī)律，并通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合給出了這些規(guī)律的定量描述，為鋁合金熱塑性成形工藝的數(shù)值模擬和工藝參數(shù)確定提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

熱壓縮實(shí)驗(yàn)在MTS材料實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，試樣在高溫爐內(nèi)加熱和變形，計(jì)算機(jī)按預(yù)定程序自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)機(jī)的卡頭運(yùn)動(dòng)和加熱爐內(nèi)溫度并自動(dòng)采集實(shí)驗(yàn)的載荷、位移和溫度數(shù)據(jù)。每個(gè)試樣變形前在加熱爐內(nèi)均溫十分鐘。變形結(jié)束后快速取出淬水以保存變形時(shí)的微觀(guān)組織。用線(xiàn)切割方法垂直軸線(xiàn)剖分變形后試樣，在光學(xué)顯微鏡下觀(guān)察微觀(guān)組織。通常情況下取試樣變形最大的中心部位進(jìn)行微觀(guān)組織觀(guān)察。

鋁合金6061的真應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)表現(xiàn)出典型的單峰性動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形狀；曲線(xiàn)的峰值應(yīng)力、峰值應(yīng)變、穩(wěn)態(tài)應(yīng)力、穩(wěn)態(tài)應(yīng)變都隨Z參數(shù)增加而增加；該曲線(xiàn)與普通單峰型曲線(xiàn)不同之處值得進(jìn)一步研究。在大應(yīng)變時(shí)出現(xiàn)應(yīng)力隨應(yīng)變上升，可能的原因是摩擦力影響和再結(jié)晶新晶粒內(nèi)的位錯(cuò)積累；在應(yīng)變速率=1s-1條件下，應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)在小變形時(shí)期呈多峰型，目前尚不了解其微觀(guān)機(jī)理。

在描述動(dòng)態(tài)再結(jié)晶特征的再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)和各種晶粒度的演化規(guī)律基本符合動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的一般規(guī)律。它們隨Z參數(shù)和應(yīng)變的改變而變化。再結(jié)晶晶粒度、未再結(jié)晶晶粒度、再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)和最大晶粒度差都與Z參數(shù)相關(guān)性較好，但是平均晶粒度與Z參數(shù)的相關(guān)性稍差，這說(shuō)明平均晶粒度演化過(guò)程與變形條件之間具有非常復(fù)雜的關(guān)系，僅從平均晶粒度演化數(shù)據(jù)不能獲取完整的再結(jié)晶規(guī)律。