AA6061-T6铝合金在压缩载荷下的内外变形机制研究

《METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE》：Investigation on the External and Internal Deformation Mechanisms of AA6061-T6 Under Compression

本研究采用数字图像相关、电子背散射衍射和透射电镜，分析了AA6061-T6铝合金压缩变形过程中表面与内部变形机制。结果表明，表面与内部区域存在不均匀的宏观应变分布和差异化的晶体取向，内部区域位错结构及析出相的演变对其优异塑性变形能力起关键作用，摩擦引起的应力状态差异是主要机制，数值模拟验证了摩擦系数与变形水平共同影响应力分布。

　　

摘要

本文利用数字图像相关技术、电子背散射衍射（EBSD）和透射电子显微镜研究了AA6061-T6材料在压缩过程中的变形行为及其内在机制，包括其外表面和内部区域的变形情况。研究结果表明，试样表面的宏观应变分布不均匀。EBSD观察发现，试样的外部区域与内部区域所承受的载荷条件存在显著差异。此外，外部区域的晶粒主要沿\(\left\langle {110} \right\rangle\) ||RD、\(\left\langle {001} \right\rangle\)||RD和\(\left\langle {111} \right\rangle\)||RD方向排列；而内部区域的晶粒则沿\(\left\langle {110} \right\rangle\) ||RD、\(\left\langle {001} \right\rangle\)||RD和\(\left\langle {011} \right\rangle\) ||TD方向排列。在压缩试样的内部区域，还可以观察到亚晶粒、位错壁、位错堆积、位错胞以及析出相等结构。试样之所以具有优异的塑性变形能力，主要归因于这些内在机制，这些机制源于试样内外区域之间由摩擦引起的应力状态差异。数值模拟进一步证实，摩擦系数和变形程度共同决定了应力分布：内部区域处于受限的准静水应力状态，而外部区域则更接近理想的单轴压缩状态。