退火工艺对铸轧5052铝合金组织和性能的影响

题名:退火工艺对铸轧5052铝合金组织和性能的影响
作者:易成
学位授予单位:郑州大学
关键词:退火工艺;;5052铝合金;;显微组织;;力学性能;;腐蚀性能;;成形性能
摘要:

 5×××铝合金板材是高技术含量、高附加值产品,广泛用于汽车、机械、航空航天、船舶、电子等产业。5052铝合金是5×××合金中使用最广泛的产品之一。目前,国内外生产5052合金板带材还是以传统的DC法铸造大扁锭热轧工艺为主,而铸轧法生产5052铝合金板带材尚未进入工业化批量生产。铸轧工艺具有节能降耗Magnetic lifter、资金投入低、生产周期短等明显优势。因此,对5052铝合金铸轧板坯进行冷轧和热处理探索试验研究,得到铸轧5052铝合金板材显微组织及性能的变化规律,这对于利用铸轧法大批量稳定生产高品质5052铝合金板带材具有十分重要的意义。

 本论文以双辊铸轧5052铝合金坯料为试验材料,采用差热分析(DSC)、OM、SEM以及EDS等分析测试手段,对合金板材的冷轧及其热处理工艺进行了探索性研究,重点研究了退火工艺对其显微组织和性能的影响,为实际生产铸轧5052铝合金板带材提供可靠的理论依据。主要研究结果如下：

 1.双辊铸轧5052铝合金板坯存在严重的中间层偏析,偏析的组成复杂,含有Al3Mg2, Al-Fe-Si等相,还有一些含稀土元素化合物及一些共晶组织。中间层Mg偏析严重,偏析处Fe、Si和稀土元素的聚集较明显。铸轧过程中,富集合金元素的液态铝沿枝晶间隙被“赶”向板坯中心部位,凝固而形成了中间层偏析。高温均匀化退火能够有效减轻中间偏析情况,使Mg等合金元素固溶到基体中,但中间偏析并不能通过均匀化退火得到消除。均匀化退火后板坯的显微硬度提高了16%,达到74.8HV0.1/20,组织均匀度得到提高。获得了铸轧5052铝合金板坯合适的高温均匀化退火工艺,其温度为580℃,保温时间为20h。

 2.对板坯分别旋转900和180°进行轧制后,板材的抗拉强度降低了14%,旋转90°轧制所得板材的伸长率最高为16%,且屈强比低至0.5左右。经过中间退火后板材组织和性能得到明显改善,退火温度为420℃时,抗拉强度为227MPa,伸长率达到16.4%。试验冷轧过程中中间退火温度确定为420℃,保温时间为30min。

 3.冷轧试验所得板材再结晶温度范围为300℃～340℃。随着退火温度升高,晶粒没有出现明显的晶粒长大,反而有变小的趋势；再结晶过程完成后,随着保温时间的延长,晶粒长大不明显。这与传统的再结晶规律不一致。

 试验所得冷轧板材退火后,基体中大量分散着大小为1μm的细小颗粒,从而阻碍退火时再结晶晶粒的长大,并致使http://www.999magnet.com/products/131-magnetic-lifter板材的强度较高。340℃退火,保温1h后,抗拉强度达到280MPa以上,伸长率达到9%,强度和伸长率的配合较好,屈强比高。

 4.随着退火温度的升高,合金板材的耐盐酸腐蚀性得到提高。相反,合金板材耐NaCl溶液腐蚀性随着退火温度的升高而降低。热轧工艺生产的板材的腐蚀速率低,耐腐蚀性比试验所得板材好。

 5.在不同的退火温度条件下,冷轧退火板的各向异性均呈典型的“∧”型,呈r0<r90<r45分布。随着退火温度的升高,冷轧退火板的r逐渐降低,但是整体r值较高。Δr值随退火温度的变化并不具有规律性,|Δr|一直处于较高水平,并且Δr<0,板材容易产生45°制耳。
学位年度:2010