6xxx系铝合金具有高比强度、优良的耐蚀性和焊接性以及可加工性，在航空航天、汽车和轨道交通等领域得到了广泛的应用
虽然沉淀强化是这种合金的主要强化机制，但是为了保持其优良的耐蚀性和加工性能只添加较少的合金元素，其强度与2xxx系及7xxx系铝合金相比明显降低
除了沉淀强化，还可通过固溶强化、位错强化以及细晶强化等方式提高材料的强度[1]
其中的晶粒细化，是在不改变合金成分的条件下最有效的强化方式
在沉淀强化的基础上增大晶粒细化的贡献，可明显提高6xxx系铝合金的强度从而拓宽其应用范围
在此情况下，具有优异力学性能的超细晶及纳米晶材料受到了极大的关注[2~4]
目前，剧烈塑性变形方法(Severe plastic deformation, SPD)，例如等通道转角挤压(Equal channel angle pressing, ECAP), 高压扭转(High-pressure torsion, HPT)以及累积叠扎(Accumulative roll-bonding, ARB)等，是制备致密无缺陷块体超细晶材料的主要方法[5~8]
虽然用这些SPD方法可制备出高强度的超细晶材料，但是加工道次多、工艺复杂、工序繁琐且SPD超细晶材料在拉伸过程中极易失稳而使其塑性降低
更为重要的是，在循环变形过程中软化严重，使其疲劳性能急剧降低，极大地影响其工程应用[6]
搅拌摩擦加工(Friction stir processing, FSP)是一种新型的SPD方法，调节加工参数可一道次制备出块体超细晶材料
这种块体超细晶材料的组织均匀，位错密度低，高角晶界的比例较高，其拉伸性能和疲劳性能比其它SPD超细晶明显提高[9~14]
但是，在铝合金的常规FSP过程中热输入较高，经常使析出相溶解或粗化而使其强度降低[15]
低热输入的FSP，是解决析出相溶解与粗化的重要方法
热输入降低不仅明显抑制析出相溶解或粗化，而且能生成更细的晶粒和引入更强的细晶强化作用[16~18]
降低工具旋转速度或提高行进速度可降低FSP过程热输入，但是容易在加工区产生孔洞和隧道等缺陷[19]
同时，用冷却水辅助FSP也可明显降低热输入，从而制备出强度更高而无缺陷的超细晶组织[20~22]
高热输入FSP使6061铝合金中的析出相发生明显的溶解或粗化，使材料的力学性能严重降低，因此本文选用小尺寸的加工工
声明：
“超细晶6061铝合金的搅拌摩擦制备和性能” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：王贝贝,刘沿东,薛鹏,倪丁瑞,肖伯律,马宗义
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2025年06月06日 ~ 08日 
