铝合金板激光剪切加工的微观构造与力学性能

采用近年盛行的EBSD(电子背散射衍射)塑性变形评价方法,根据热影响层的结晶方位差推断塑性变形分布,近似计算出位错密度和积蓄变形能。研究了热影响层微观构造与力学特性的关系。

试验材料使用工业用纯铝1050(A1050-H18)和Al-Mg-Si系合金6022(A6022-H18)。两种试验材料均为90%压下率的冷轧薄板,厚度为1.2mm。激光切割加工使用碳酸气体激光加工机。激光功率为2.0~4.0kW,切割速度为2.0~10mm/min。采用EBSD方法进行结晶方位分析时,使用日本电子公司的扫描型电子显微镜JSM-7001F和TSL公司的反散射电子束衍射装置OIM Data Collectionver.6.1。测定部位取激光切割面表层部的TD面。

介绍了塑性变形的评价方法,研究热影响层的微观构造、局部方位差、结晶方位差与维氏显微硬度的关系以及位错密度和积蓄变形能等。试验研究得出以下结论。

(1)A1050-H18受激光切割的热影响,呈现出等轴状再结晶粒,内部组织的局部方位差(KAM)减少。此外,KAM和结晶粒方位分散度(GOS)是随着激光功率的增加和切割速度的降低而减小,硬度值也降低。

(2)A6022-H18因添加元素的固溶和析出,再结晶受到抑制,存在大部分残存纤维组织。在切割速度为2.0m/min时,部分再结晶粒粗大,晶粒内的微小方位差减小。

(3)KAM与结晶粒内部位错密度的关联性强,GOS与结晶粒单位塑性变形对应,与硬度值变化有定性关系。

(4)在热影响层,位错密度和积蓄能减少,其减少率受切削速度条件的控制。

刊名:塑性と加工(日)

刊期:2013年第10期

作者:菊田进作等

编译:郝长文