采用洛氏硬度計(jì)對6061合金ECA P變形前后進(jìn)行了硬度測試。結(jié)果表明：ECA P工藝不僅能夠細(xì)化6063厚壁鋁管晶粒，6063鋁管轉(zhuǎn)角擠壓細(xì)化 對經(jīng)過固溶時(shí)效處理的6063鋁管在室溫下進(jìn)行了4道次擠壓。采用光學(xué)顯微鏡分析了試樣ECA P變形前后的顯微組織變化。而且可提高6063鋁管硬度，經(jīng)過2道次擠壓后，合金洛氏硬度有了較明顯的提高，但在隨后道次的變形中，合金的洛氏硬度呈緩慢的下降趨勢，并且隨著變形道次的增加，擠壓試樣的各部分洛氏硬度值趨于一致，擠壓試樣各部分變形趨于均勻。關(guān)鍵詞：6063鋁管；等通道轉(zhuǎn)角擠壓；晶粒細(xì)化；洛氏硬度等通道轉(zhuǎn)角擠壓（equalchannelangularpress簡稱ECA P一種能使多晶金屬試樣產(chǎn)生強(qiáng)烈塑性變形以實(shí)現(xiàn)晶粒細(xì)化的技術(shù) [12]相對傳統(tǒng)金屬材料塑性加工工藝而言，由于材料的橫截面面積和截面形狀在ECA P變形過程中不會(huì)改變，因而可以實(shí)現(xiàn)材料的反復(fù)定向、均勻剪切變形，獲得大變形量同時(shí)又能使材料晶粒組織得到顯著細(xì)化 [3-7]由于ECA P能有效地細(xì)化材料晶粒，制備大塊超細(xì)晶材料，因而目前該工藝受到材料科學(xué)界的普遍關(guān)注。6063鋁管屬于熱處理可強(qiáng)化合金，具有良好的可成型性、良好的抗腐蝕性、可焊接性。廣泛應(yīng)用于要求有一定強(qiáng)度和抗蝕性高的各種工業(yè)結(jié)構(gòu)件，如制造卡車、塔式建筑、船舶等。本文以6063鋁管為研究對象，室溫下進(jìn)行等通道轉(zhuǎn)角擠壓，分析擠壓行為，研究6063鋁管擠壓前后微觀組織和硬度變化。
    模具介紹等通道轉(zhuǎn)角擠壓工藝和模具示 變形通道的內(nèi)轉(zhuǎn)角Φ為90°，外轉(zhuǎn)角為0°。1.2實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)所用材料是商用6063鋁管，將材料加工成151565mm方料，首先對試樣進(jìn)行固熔時(shí)效熱處理。鋁管固熔時(shí)效熱處理規(guī)范如下：530℃ 1h+水淬，180℃ 8h+爐冷。加工爐選普通的電阻爐。對熱處理后的試樣進(jìn)行ECA P4道次擠壓實(shí)驗(yàn)，擠壓路徑取C路徑，擠壓速度取4mm/擠壓過程中采用MoS2進(jìn)行潤滑以減小摩擦對變形的不利影響。對每一擠壓道次試樣和1個(gè)原始試樣磨試樣，進(jìn)行金相顯微組織觀察和分析，同時(shí)采用洛氏硬度計(jì)測量擠壓后試樣的表面硬度。2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 2.1擠壓工藝對材料的顯微組織的影響圖2a為未經(jīng)過擠壓6063鋁管試樣在經(jīng)過固熔時(shí)效熱處理后的金相組織圖?？梢钥闯鼋?jīng)過固熔時(shí)效熱處理后，試樣晶粒呈相對粗大的近似等軸分布。圖2b為材料在20℃下經(jīng)路徑C一次擠壓后的金相組織圖，和未擠壓試樣組織圖相比，經(jīng)過路徑C一次擠壓后的金相組織擠壓1次后，晶粒被擠碎拉長，晶粒細(xì)化非常明顯，但由于剪切變形的不均勻性，晶粒大小不均。圖2c為材料在20℃下經(jīng)路徑C二次擠壓后的金相組織圖，可以看出，經(jīng)過2道次擠壓后，晶粒沿剪切變形方向拉深變長，晶粒呈條帶狀排列，晶粒細(xì)化效果更加明顯。圖2d為材料在20℃下經(jīng)路徑C三次擠壓后的金相組織圖，可以看出，3次擠壓后，晶粒沿剪切方向進(jìn)一步拉深變長，晶粒呈條帶狀排列。圖為2e材料在20℃下經(jīng)路徑C三次擠壓后的金相組織圖，可以看到擠壓4道次后，經(jīng)過強(qiáng)烈塑性變形后，晶粒得到顯著細(xì)化，晶粒內(nèi)位錯(cuò)明顯減少，晶粒沿剪切方向進(jìn)一步拉深變長，晶粒呈明顯的條帶狀排列，并且拉長的晶粒寬度變細(xì)，形成大量的排列很密的長條狀組織。說明經(jīng)過擠壓后，由于剪切變形作用，材料的晶粒得到細(xì)化，而晶粒大小直接影響到材料的塑性，經(jīng)過4次擠壓后的材料的晶粒最小，最均勻，同時(shí)從金相照片中我可以清楚的看到一些黑點(diǎn)，初步推測其可能為基體中的第二相沉淀，但這需要進(jìn)一步的研究。這種結(jié)果的出現(xiàn)和塑性變形過程中位錯(cuò)的增殖、湮滅及回復(fù)作用是分不開的變形不大時(shí)，位錯(cuò)密度較小，金屬基體內(nèi)積聚的內(nèi)能也較小，這時(shí)期位錯(cuò)湮滅速度要小于增殖速度，回復(fù)作用不是很明顯，從總的效果看位錯(cuò)在增加，位錯(cuò)密度在增大，晶粒細(xì)化作用較明顯。當(dāng)變形量達(dá)到一定程度后，位錯(cuò)的增殖和湮滅達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，同時(shí)隨著內(nèi)能的增加回復(fù)作用逐漸明顯，再擠壓時(shí)晶粒的大小和縱橫比基本上不再變化。但在變形的過程中由于相鄰晶粒間的相互作用，晶粒還要發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，因此晶粒間的晶界取向差會(huì)繼續(xù)大，大角度晶界的數(shù)量持續(xù)增加。6063鋁管試樣ECA P變形后晶粒內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)高密度位錯(cuò)，這些高密度位錯(cuò)會(huì)促使合金組織動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，從而實(shí)現(xiàn)晶粒細(xì)化。變形初始階段，塑性變形會(huì)導(dǎo)致分布雜亂的高密度位錯(cuò)纏結(jié)，相互纏結(jié)的位錯(cuò)間有較大的應(yīng)力場，從而會(huì)導(dǎo)致位錯(cuò)間相互作用并重排，形成胞狀結(jié)構(gòu)。隨著變形量的增加，位錯(cuò)胞數(shù)量增加，尺寸減小，胞內(nèi)幾乎不存在位錯(cuò)，胞壁的位錯(cuò)密度會(huì)增加。當(dāng)位錯(cuò)胞尺寸達(dá)到極小值時(shí)，變形量的進(jìn)一步增加不會(huì)使其尺寸減小。