Effect of rolling and heat treatment on microstructure, texture development, and mechanical anisotropy of AA6xxx aluminum alloys

Yazdani-Esmaeilabad, Majid (2026). Effect of rolling and heat treatment on microstructure, texture development, and mechanical anisotropy of AA6xxx aluminum alloys. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

Prévisualisation

PDF Télécharger (38MB) | Prévisualisation

Résumé

This study investigates the microstructural evolution, crystallographic texture, and recrystallization behavior of AA6063 and AA6082 aluminum alloys subjected to cold rolling, pseudo-hot rolling, and post-rolling annealing. The work compares unidirectional and crossrolling routes in as-cast and as-extruded initial conditions to examine how strain path, deformation level, and starting microstructure affect grain refinement, deformation texture, restoration behavior, and recrystallization texture evolution. Electron backscatter diffraction (EBSD) was used to characterize the microstructure, crystallographic texture, and recrystallization behavior, with recrystallized regions identified using EBSD-based intragranular misorientation criteria. BSE-SEM and EDS were used to characterize the morphology, distribution, and elemental characteristics of second-phase particles. During cold rolling, the texture progressively evolved from weak or inherited initial orientations toward more pronounced FCC rolling-texture components; however, the dominant texture path depended on the rolling route and initial condition. Unidirectional rolling promoted a more continuous development of deformation texture, whereas cross rolling changed the balance and stability of the main texture components at high strain. The as-extruded AA6082 condition showed that the initial extrusion texture and fibrous microstructure continued to affect the rolling response until severe deformation disrupted this inherited orientation framework. During pseudo-hot rolling, texture and microstructure evolved under the combined effects of deformation and dynamic restoration, with different responses observed between AA6063 and AA6082. Post-rolling annealing revealed distinct restoration and recrystallization responses depending on the prior deformation history and annealing condition. These differences highlight the strong coupling between deformation history and subsequent microstructural evolution in AA6xxx alloys.

Titre traduit

Microstructure, évolution de la texture et anisotropie mécanique des alliages d’aluminium AA6xxx laminés et traités thermiquement

Résumé traduit

Cette étude porte sur l’évolution microstructurale, la texture cristallographique et le comportement de recristallisation des alliages d’aluminium AA6063 et AA6082 soumis au laminage à froid, au laminage pseudo-à-chaud et à un recuit post-laminage. Le travail compare des trajectoires de laminage unidirectionnel et de laminage croisé, à partir d’états initiaux bruts de coulée et bruts d’extrusion, afin d’examiner l’influence du trajet de déformation, du niveau de déformation et de la microstructure initiale sur l’affinement des grains, la texture de déformation, les mécanismes de restauration et l’évolution de la texture de recristallisation. La diffraction des électrons rétrodiffusés (EBSD) a été utilisée pour caractériser la microstructure, la texture cristallographique et le comportement de recristallisation, les régions recristallisées étant identifiées à l’aide de critères de désorientation intragranulaire fondés sur les données EBSD. La microscopie électronique à balayage en électrons rétrodiffusés (BSE-SEM) et la spectroscopie à dispersion d’énergie des rayons X (EDS) ont été utilisées pour caractériser la morphologie, la distribution et la composition élémentaire des particules de seconde phase. Au cours du laminage à froid, la texture évolue progressivement à partir d’orientations initiales faibles ou héritées vers des composantes plus prononcées caractéristiques de la texture de laminage des matériaux à structure cubique à faces centrées (CFC) ; toutefois, la trajectoire dominante d’évolution de la texture dépend du mode de laminage et de l’état initial. Le laminage unidirectionnel favorise un développement plus continu de la texture de déformation, tandis que le laminage croisé modifie l’équilibre et la stabilité des principales composantes de texture à forte déformation. Dans le cas de l’AA6082 à l’état brut d’extrusion, la texture initiale d’extrusion et la microstructure fibreuse continuent d’influencer la réponse au laminage jusqu’à ce qu’une déformation sévère perturbe cette structure d’orientation héritée. Lors du laminage pseudo-à-chaud, la texture et la microstructure évoluent sous l’effet combiné de la déformation et des mécanismes de restauration dynamique, avec des réponses différentes observées pour les alliages AA6063 et AA6082. Le recuit post-laminage met en évidence des comportements distincts de restauration et de recristallisation en fonction de l’historique de déformation antérieur et des conditions de recuit. Ces différences soulignent le fort couplage entre l’historique de déformation et l’évolution microstructurale ultérieure dans les alliages de la série AA6xxx.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy". Comprend des références bibliographiques (pages 275-285).
Mots-clés libres:	alliages d’aluminium AA6xxx, procédé de laminage, trajet de déformation, évolution de la texture, mécanisme de restauration
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur(-trice) Bocher, Philippe
Programme:	Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt:	25 sept. 2026 18:40
Dernière modification:	25 sept. 2026 18:40
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/4116

Gestion Actions (Identification requise)

Dernière vérification avant le dépôt