加工工艺对铸轧3003铝合金再结晶组织与织构影响的研究

发布时间：2017-09-16 13:31

  本文关键词：加工工艺对铸轧3003铝合金再结晶组织与织构影响的研究

  更多相关文章： 3003铝合金 铸轧板 预退火 第二相 再结晶组织和织构

【摘要】：3003铝合金是以Mn为主要合金元素的非热处理强化型铝合金,因其具有良好的耐蚀性、焊接性以及中等强度而得到大量应用。虽然铸轧法生产3003铝合金板坯料具有投资小、效率高等优点,但由于其工艺特点,在铸轧过程中冷却速度快、表层中心冷却速度不一致使中心偏析严重,并且基体中产生Mn过饱和固溶体。后续退火过程中含Mn弥散相大量析出从而显著地影响再结晶行为,一般容易产生极其粗大、且不均匀的再结晶组织,对其力学性能和表面质量均产生不利影响。因此,本文中以晶粒大小和组织均匀性的控制作为出发点,通过硬度、电导率、金相、扫描电镜等表征手段,探讨预退火工艺、变形量及终退火温度等加工工艺对终退火过程中再结晶组织和织构的影响。主要结论如下:(1)研究了不同预退火工艺对铸轧板坯料组织的影响规律,结果表明:原始铸轧板基体中存在大量Mn元素,初生相主要在枝晶和晶界处沿轧向分布,第二相粒子尺寸较小;单级预退火包括460℃×12h和620℃×12h两种工艺:460℃×12h预退火虽能促进Mn元素的析出,显著降低铝基体中过饱和固溶度,但析出相的尺寸较小;620℃×12h预退火处理后第二相尺寸较大,但仍残留了一定量的Mn原子固溶在基体中。经620℃×12h+460℃×12h双级预退火处理后的板材过饱和固溶度显著降低,并形成了大量的粗大粒子(1μm),此种预退火方式能够有效地降低后续退火过程中弥散相析出,同时有利于粒子诱发再结晶形核(PSN)。(2)探讨了预退火工艺、冷轧变形量和终退火温度对板材再结晶组织和织构的影响。研究表明:(1)在终退火过程中,未经预退火和经460℃×12h预退火处理后的板材再结晶组织粗大;经620℃×12h预退火处理板材的晶粒尺寸明显减小,但表层晶粒相对粗大,组织均匀性较差;经620℃×12h+460℃×12h预退火处理后的板材终退火时不仅获得了相对细小且均匀的晶粒组织,而且提高了立方织构的含量;(2)提高冷轧变形量和终退火温度均能细化再结晶晶粒,提高整体组织的均匀性和Cube织构含量。这是由于增加形变量和退火温度均能够使再结晶发生在析出之前,尽可能地避免了退火过程中析出的弥散相与再结晶的交互作用。(3)铸轧3003合金板材的最优加工工艺为:620℃×12h+460℃×12h预退火、90%冷轧变形量、500℃终退火,在此条件下板材获得均匀细小(50μm)的晶粒组织和较多的立方织构(Cube{001}100,ND-cube{001}310),再结晶激活能(Q=75.55KJ/mol)最低,Avrami指数(n=2.614)最大。
【关键词】：3003铝合金 铸轧板 预退火 第二相 再结晶组织和织构
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG146.21;TG166.3
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-22
• 1.1 课题的研究背景8-9
• 1.2 3003铝合金概述9-12
• 1.2.1 合金元素在 3xxx系铝合金中的作用9-10
• 1.2.2 3003铝合金板材的生产工艺10-12
• 1.2.3 铸轧3003铝合金板材存在的问题12
• 1.3 金属的再结晶理论12-17
• 1.3.1 金属冷变形及退火回复12-15
• 1.3.2 再结晶形核及长大15-17
• 1.3.3 典型的再结晶织构17
• 1.4 影响再结晶行为的因素17-19
• 1.4.1 变形程度17-18
• 1.4.2 退火温度18-19
• 1.4.3 合金元素和第二相19
• 1.5 本文的研究目的、内容及意义19-22
• 2 实验材料及方法22-28
• 2.1 实验路线及工艺22
• 2.2 原材料及处理方法22-23
• 2.2.1 合金成分22-23
• 2.2.2 预退火化处理23
• 2.2.3 冷轧23
• 2.2.4 再结晶退火23
• 2.3 试样制备23-24
• 2.3.1 硬度电导率试样23
• 2.3.2 金相试样23-24
• 2.3.3 扫描电镜试样24
• 2.4 表征方法24-28
• 2.4.1 硬度测试24
• 2.4.2 电导率测试24-25
• 2.4.3 背散射电子（BSE）及电子通道衬度（ECC）25-26
• 2.4.4 电子背散射衍射（EBSD）26-28
• 3 预退火处理对铸轧3003铝合金板材组织的影响28-42
• 3.1 预退火处理后铸轧板的显微组织表征28-40
• 3.1.1 晶粒组织28-30
• 3.1.2 第二相粒子分布情况30-35
• 3.1.3 结果分析与讨论35-40
• 3.2 本章小结40-42
• 4 预退火工艺、冷轧变形量及退火温度对组织和织构的影响42-68
• 4.1 预退火工艺对再结晶组织和织构的影响42-47
• 4.2 冷轧变形量对再结晶组织和织构的影响47-49
• 4.3 退火温度对再结晶组织和织构的影响49-52
• 4.4 结果讨论与分析52-65
• 4.4.1 预退火工艺和冷轧变形量对再结晶组织和织构的影响规律52-63
• 4.4.2 终退火温度对再结晶组织和织构的影响规律63-65
• 4.5 本章小结65-68
• 5 结论68-70
• 致谢70-72
• 参考文献72-76
• 附录76
• 作者攻读学位期间发表的论文发表76

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王祝堂;瑞闽铝铸轧公司又订购一台铸轧机[J];轻合金加工技术;2002年05期

2 徐圣亮;;一种计算铸轧区长度的方法[J];轻合金加工技术;1985年06期

3 梁其第;王志远;;铝连续铸轧技术交流会简介[J];轻合金加工技术;1987年01期

4 孙斌煜;王海文;梁爱生;史荣;;铸轧区长度的确定[J];太原重型机械学院学报;1993年01期

5 林浩;;薄规格铸轧板的铸轧[J];轻合金加工技术;1993年12期

6 王海波，，王经涛，郎锡君;薄板急冷铸轧工艺与组织特征[J];轻合金加工技术;1995年02期

7 肖立隆,蔡首军;铸轧工艺对产品质量的影响[J];轻合金加工技术;1999年07期

8 曹建峰;熔体净化在连续铸轧中的应用与探讨[J];铝加工;2000年05期

9 何慧刚;自制棒式清辊器在连续铸轧生产过程中的应用[J];轻合金加工技术;2000年08期

10 王显锋,边红,杨飞侠;降低铸轧铝材电阻率的途径[J];轻合金加工技术;2000年09期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 谢焱彬;凌玉华;廖力清;杨欣荣;;铝电磁铸轧原理及其控制优化策略[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

2 许光明;江定辉;李金涛;崔建忠;;电磁铸轧5182铝合金组织性能研究[A];第十二届全国铸造年会暨2011中国铸造活动周论文集[C];2011年

3 张自品;;铸轧法生产3105合金的工艺优化配置[A];2011全国铝及镁合金熔铸技术交流会论文集[C];2011年

4 李永春;黄金法;侯波;;降温提速提高铸轧坯料质量的工艺研究[A];2008年全国铝合金熔铸技术交流会论文集[C];2008年

5 梁慧强;蔡健;潘学民;;电解铝液直接铸轧节能措施及效果[A];2011全国铝及镁合金熔铸技术交流会论文集[C];2011年

6 刘年春;毛大恒;;电磁铸轧铸嘴区电磁场分布规律及其作用分析[A];2008年全国铝合金熔铸技术交流会论文集[C];2008年

7 田照耀;廖力清;刘建良;;铝电磁场快速铸轧过程的分布式实时控制系统[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

8 鲍培玮;刘志民;邢书明;;双辊铸轧镁板组织的不均匀性[A];第七届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2009年

9 王建增;潘友发;司圣杰;;3004铝合金的铸轧生产实践[A];2011全国铝及镁合金熔铸技术交流会论文集[C];2011年

10 匡举;;用铝铸轧料生产花纹极质量探析[A];合作 发展 创新——2008(太原)首届中西部十二省市自治区有色金属工业发展论坛论文集[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 梁国峰;抚顺铝厂新铸轧生产线试车成功[N];抚顺日报;2005年

2 梁国峰;抚铝新铸轧生产线国内领先[N];中国有色金属报;2005年

3 侯发山;银湖铝业巩义分公司大型铸轧板坯生产线投产[N];中国有色金属报;2008年

4 阎宝生 任静伟;电解铝液电磁铸轧生产毛化板箔材项目通过验收[N];中国有色金属报;2004年

5 林森 韩萱 李慧 季煜;7000万元设备民企“安家”[N];扬州日报;2006年

6 盛春磊;在未来市场的发展[N];中国有色金属报;2008年

7 杨柳;中铝贵州分公司铸轧卷板材市场旺销[N];中国有色金属报;2007年

8 ;国家科技支撑连续铸轧专题通过国家级验收[N];经理日报;2009年

9 汪恒玉 李瑞华;洛铜独创“一机双带”新工艺[N];中国有色金属报;2007年

10 曹祥汉;兰铝欲打造电、冶、加一体化航母[N];中国有色金属报;2001年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 周英;连续铸轧熔体流场的物理与几何耦合规律与设计[D];中南大学;2007年

2 湛利华;铝合金连续铸轧过程流变行为研究及热—力耦合分析[D];中南大学;2005年

3 翁文凭;镁合金板带铸轧凝固前沿控制及缺陷成形机理研究[D];上海大学;2012年

4 曹光明;双辊铸轧薄带钢液位控制、铸轧力模型及工艺优化的研究[D];东北大学;2008年

5 晋艳娟;碳/铝复合材料板带铸轧控制成型及力学行为研究[D];太原科技大学;2013年

6 胡仕成;连续铸轧流变界面热行为研究[D];中南大学;2005年

7 张璋;超薄快速铸轧的凝固前沿计算及应用研究[D];中南大学;2004年

8 王文明;铝带坯双辊铸轧系统热力耦合行为及板形问题研究[D];中南大学;2007年

9 张鹏;双辊铸轧不锈钢薄带开裂分析与温度场和应力场的数值模拟[D];燕山大学;2014年

10 张颂阳;半固态镁合金铸轧板带制备及其组织性能研究[D];南昌大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈龙;双辊薄带铸轧布流系统优化设计及研究[D];燕山大学;2015年

2 田敏;双辊薄带铸轧机开浇工艺参数的研究[D];燕山大学;2015年

3 宋鹏;组合场作用下6181铝合金铸轧组织研究[D];东北大学;2014年

4 王胜杰;组合场作用下7075铝合金铸轧组织研究[D];东北大学;2014年

5 吕艳红;双辊铸轧高牌号无取向硅钢薄带组织、织构的演变[D];东北大学;2014年

6 张雅峰;铸轧1235铝合金中Fe、Si元素分布研究[D];北方工业大学;2016年

7 肖萌;双辊铸轧熔池温度分布的软测量[D];东北大学;2014年

8 徐方冰;双辊式薄带镁铸轧的参数设定值研究[D];辽宁科技大学;2016年

9 谢莎;7075铝合金双辊铸轧工艺与组织性能研究[D];辽宁科技大学;2016年

10 董伊康;双金属复合带材固—液铸轧成形数值模拟及复合机理实验研究[D];燕山大学;2016年

本文编号：863356