鋁合金板激光剪切加工的微觀構(gòu)造與力學(xué)性能

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鋁合金板激光剪切加工的微觀構(gòu)造與力學(xué)性能

采用近年盛行的EBSD（電子背散射衍射）塑性變形評價(jià)方法，根據(jù)熱影響層的結(jié)晶方位差推斷塑性變形分布，近似計(jì)算出位錯(cuò)密度和積蓄變形能。研究了熱影響層微觀構(gòu)造與力學(xué)特性的關(guān)系。

試驗(yàn)材料使用工業(yè)用純鋁1050（A1050-H18）和Al-Mg-Si系合金6022（A6022-H18）。兩種試驗(yàn)材料均為90%壓下率的冷軋薄板，厚度為1.2mm。激光切割加工使用碳酸氣體激光加工機(jī)。激光功率為2.0～4.0kW，切割速度為2.0～10mm/min。采用EBSD方法進(jìn)行結(jié)晶方位分析時(shí)，使用日本電子公司的掃描型電子顯微鏡JSM-7001F和TSL公司的反散射電子束衍射裝置OIM Data Collectionver.6.1。測定部位取激光切割面表層部的TD面。

介紹了塑性變形的評價(jià)方法，研究熱影響層的微觀構(gòu)造、局部方位差、結(jié)晶方位差與維氏顯微硬度的關(guān)系以及位錯(cuò)密度和積蓄變形能等。試驗(yàn)研究得出以下結(jié)論。

（1）A1050-H18受激光切割的熱影響，呈現(xiàn)出等軸狀再結(jié)晶粒，內(nèi)部組織的局部方位差（KAM）減少。此外，KAM和結(jié)晶粒方位分散度（GOS）是隨著激光功率的增加和切割速度的降低而減小，硬度值也降低。

（2）A6022-H18因添加元素的固溶和析出，再結(jié)晶受到抑制，存在大部分殘存纖維組織。在切割速度為2.0m/min時(shí)，部分再結(jié)晶粒粗大，晶粒內(nèi)的微小方位差減小。

（3）KAM與結(jié)晶粒內(nèi)部位錯(cuò)密度的關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，GOS與結(jié)晶粒單位塑性變形對應(yīng)，與硬度值變化有定性關(guān)系。

（4）在熱影響層，位錯(cuò)密度和積蓄能減少，其減少率受切削速度條件的控制。

刊名：塑性と加工（日）

刊期：2013年第10期

作者：菊田進(jìn)作等

編譯：郝長文