变形过程中铸轧铝合金中元素分布的演化行为

发布时间：2020-01-28 06:07

【摘要】：采用层状溶解法,利用等离子发射光谱研究不同轧制变形量对铸轧1235铝合金板材厚度方向上铁、硅元素分布的影响。研究结果表明:铸轧坯料中铁的偏析非常严重,硅在铸轧板中存在比较轻微的偏析。经较小的变形量(49.3%)变形后,铁、硅元素的偏析规律与铸轧坯料中基本相似,这些元素在板料中的流动符合层状流动规律;当变形量较大时(83.6%),合金元素在金属中的流动变得复杂。
【图文】：

过后续轧制后，第二相元素的分布规律。1材料制备与实验方法实验原材料厚度为7.3mm的铸轧铝产品，其化学成分如表1所示。表11235铝合金化学成分(质量分数)Table1Chemicalcompositionof1235aluminumalloys%AlMnZnMgSi+FeTiVNiCu99.350.020.050.030.500.030.0100.01采用单机架双辊轧机，将原始铸轧铝板直接进行冷轧，冷轧变形量分别为49.3%和83.6%，冷轧后的厚度为3.7mm和1.2mm。实验样品分别取自原始铸轧铝板和轧制后铝板，尽量保证在铝板相邻的位置取样，并对铸轧铝板的上下表面做好记号以便区分，取样方式如图1所示。在进行成分测试时，需对实验样品进行溶解，为了测得沿厚度方向上元素的含量，对试验样品进行如图2所示的密封处理：将样品除轧制面外其余5个面均用AB胶(成分为C4H6O2)将其密封。成分测试在ICP-AES上完成。图1试验样品的取样方式Fig.1Locationofsamplepreparation图2试验样品的密封方法Fig.2Sealingmethodofsample2结果分析与讨论2.1铸轧铝板中杂质元素分布特点以上表面为厚度起点，反应时间为h，样品溶解的质量为m，腐蚀速度为v，样品密度ρ为2.7g/cm3，反应面积为x，则m可表示为mρsh(1)由于铝的密度和反应面积s为已知常数，因而ρ×s用常数k表示，由式(1)可得m=kh(2)将式(2)两边同时乘以Fe的质量分数wFe，即可得每次溶解的Fe的质量mFe，mwkhFeFe(3)同理，也可以得出Si的质量关系式为mwkhSiSi(4)根据式(3)和式(4)，可作出Fe和Si元素沿厚度方向上的质量分布图，如图3所示。由图3可以看出：铸轧铝板中Fe和Si元素质量沿厚度方向上的分布并不是严格按照线性分布的，在厚度方向上存在一定的偏差，因此，可以判断Fe和Si沿厚度方向上质量分布不均匀，即发生了偏析，但

С煞秩绫?所示。表11235铝合金化学成分(质量分数)Table1Chemicalcompositionof1235aluminumalloys%AlMnZnMgSi+FeTiVNiCu99.350.020.050.030.500.030.0100.01采用单机架双辊轧机，将原始铸轧铝板直接进行冷轧，，冷轧变形量分别为49.3%和83.6%，冷轧后的厚度为3.7mm和1.2mm。实验样品分别取自原始铸轧铝板和轧制后铝板，尽量保证在铝板相邻的位置取样，并对铸轧铝板的上下表面做好记号以便区分，取样方式如图1所示。在进行成分测试时，需对实验样品进行溶解，为了测得沿厚度方向上元素的含量，对试验样品进行如图2所示的密封处理：将样品除轧制面外其余5个面均用AB胶(成分为C4H6O2)将其密封。成分测试在ICP-AES上完成。图1试验样品的取样方式Fig.1Locationofsamplepreparation图2试验样品的密封方法Fig.2Sealingmethodofsample2结果分析与讨论2.1铸轧铝板中杂质元素分布特点以上表面为厚度起点，反应时间为h，样品溶解的质量为m，腐蚀速度为v，样品密度ρ为2.7g/cm3，反应面积为x，则m可表示为mρsh(1)由于铝的密度和反应面积s为已知常数，因而ρ×s用常数k表示，由式(1)可得m=kh(2)将式(2)两边同时乘以Fe的质量分数wFe，即可得每次溶解的Fe的质量mFe，mwkhFeFe(3)同理，也可以得出Si的质量关系式为mwkhSiSi(4)根据式(3)和式(4)，可作出Fe和Si元素沿厚度方向上的质量分布图，如图3所示。由图3可以看出：铸轧铝板中Fe和Si元素质量沿厚度方向上的分布并不是严格按照线性分布的，在厚度方向上存在一定的偏差，因此，可以判断Fe和Si沿厚度方向上质量分布不均匀，即发生了偏析，但是由于在工业纯铝中，Fe和Si元素的质量分数较小，

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