铸轧变形铝合金板材组织调控及力学性能研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangjunfeng_2009
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3003铝合金为Al-Mn系合金,具有一系列优良的性能,被大量使用在翅片铝箔、包装容器等领域。连续铸轧法与传统的铸锭热轧法相比,具有设备简单,花费成本少,生产周期短的特点,大大简化了铝合金板带箔产品生产流程,提高了经济效益。然而,由于在Al-Mn系合金连续铸轧法生产中,铝液凝固速度极快,大量Mn元素以过饱和形式固溶于铝基体中,导致冷轧板在退火过程中形成异常粗大且不均匀的再结晶组织,导致连续铸轧3系铝合金板材塑性较差,难以用于生产高延伸要求的深冲铝材产品,严重限制了其应用范围。为此,本文开展了均匀化退火工艺、成品退火工艺对CC3003铝合金板材组织和性能影响研究,并在此基础上调整连续铸轧工艺,结合均质、轧制和成品退火工艺优化,尝试解决铸轧3003铝合金板材塑性及深冲性能不佳的问题。结果表明:未经均质处理的铸轧板,其边部为拉长的晶粒组织,而心部为均匀等轴的细小晶粒。均质温度较低时,铸轧板显微组织基本不变。均质温度升高至595℃以上,铸轧板边部和心部晶粒都显著长大。而高-低温双级均质和低-高温双级均质处理后,铸轧板边部和心部均为毫米级的粗大晶粒。铸轧板中第二相析出量,随均质温度升高先增后减,550℃均质处理后,铸轧板中Mn固溶量最低。均质温度进一步升高,部分析出相回溶,导致铸轧板中Mn的固溶量回升。铸轧板冷轧退火后,极易生成边部粗大长条晶和心部细小等轴晶的分布特征,整体晶粒均匀性较差。通过缩短连续铸轧过程中铸轧区长度,可以显著提高铸轧板组织均匀性,以及Mn元素在铸轧板中固溶量分布的均匀性。进而改善成品板再结晶组织的不均匀性,并且随着成品退火温度的升高,其再结晶组织变化也较小。通过上述工艺优化,最终制得了性能优良的CC3003铝合金板,其抗拉强度>110MPa,延伸率40%。
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