用铝制车身代替传统的钢铁车身,是轨道交通实现高速化和节能化的重要途径[1]
属于Al-Mg-Si系中强铝合金的6005A铝合金的比强度高、热挤压性能和焊接性能优异以及耐蚀性良好[2],可用大型挤压机生产出横断面形状复杂的大型宽扁薄壁空心型材并可实现在线风冷或水冷淬火
因此,6005A铝合金可用于制造地铁、轻轨和高铁等轨道交通列车[3]
由于挤压工艺的内在局限性和合金特点[4,5,6],6005A铝合金的热挤压制品在淬火时效后表现出强烈的组织不均匀性,在制品表面出现晶粒异常粗大的聚集区,称为“粗晶环”[7]
关于粗晶环的形成机理,普遍认为是表层局部区域晶粒再结晶和异常长大的结果[7,8,9,10,11]
但是关于再结晶的起因,则有较大的差异
王恩鸿等[12, 13]认为,挤压坯料外表层特殊的摩擦状态是其组织区别于内层的主要原因
Barnet等[14, 15]从临界应变的角度详细研究了再结晶动力学
也有人提出了合金成分差异的观点[16, 17]
但是已有文献只简要提及粗晶环对挤压制品性能有不良影响,没有涉及这种影响的内容及其机理
晶间腐蚀作为一种常见的导致设备突发性破坏的失效形式,与合金的组织状态有密切的关系[18,19,20,21]
本文研究6005A铝合金挤压型材的组织不均匀性及其对材料耐腐蚀性能的影响
1 实验方法
实验用材料为经在线挤压在线淬火生产的6005A-T5铝合金挤压型材,其成分(质量分数)为Mg 0.62、Si 0.76、Cu 0.09、Mn 0.43、Cr 0.01、Ti≤0.10、Zn≤0.10、Al余量
这种挤压型材的厚度为8 mm,图1a给出了横断面的示意图
从图示#1~#9各个部位分别切取尺寸为30 mm×25 mm×8 mm的块状试样作为检测样品
如图1b所示,微观组织的观测面为ED-ND面,腐蚀加速溶液工作面为TD-ED面和TD-ND面,其中ED为挤压方向,ND为法向,TD为横向
图1实验材料规格的示意图
Fig.1Schematic of the the as-received material (a) sample location with the cross section of the extruded profile; (b) observation section of the tested materi
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