5052铝合金微合金化及均匀化退火工艺研究

发布时间：2016-12-24 21:13

  本文关键词：5052铝合金微合金化及均匀化退火工艺研究，由笔耕文化传播整理发布。

《重庆大学》 2014年

5052铝合金微合金化及均匀化退火工艺研究

赵婧婧  

【摘要】：5XXX系铝合金属于不可热处理强化型合金，具有比重小、比强度高、良好的耐蚀性、焊接性和易于加工成形等特点，是汽车制造业中的理想材料。随着我国交通运输行业的迅猛发展，铝合金板材的需求量日益增大。但与国外先进技术水平相比，国内生产的铝合金其性能还有一定差距，主要原因之一就是变形性能的不均匀性，这与合金的组织均匀性密切相关。 目前，对5XXX铝合金的均匀化工艺的研究并不系统，然而事实上均匀化工艺对铝合金后续变形过程中组织和性能的均匀性影响是非常大的。因此，针对各类合金的特点来具体设定其均匀化工艺，对铸锭均匀化处理进行深入和系统的研究是非常必要的。 5052铝合金是5XXX系铝合金中应用范围最广的合金之一。本论文以5052铝合金作为试验合金，分别添加Er、Sr两种合金元素微合金化，采用金相（OM）、差热分析（DSC）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、能谱分析（EDS）、显微维氏硬度等实验手段对5052、5052+Er和5052+Sr三种合金铸态以及不同均匀化制度热处理后的显微组织及性能进行系统研究，以期改善5052铝合金的组织均匀性，并采用典型均匀化工艺的5052+Er合金进行轧制实验研究其板材性能。 研究结果表明，5052合金铸态组织主要由α-Al和针状或汉字状富铁相构成，第二相尺寸超过100μm，合金中存在大量枝晶组织。添加微量Er元素后组织明显细化。Er在铝合金中存在形式主要有两种：一是固溶到基体中，二是生成Al3Er相，在凝固过程形成非均质核心，从而细化晶粒，净化熔体。Er的添加使得铸态合金硬度值略有下降，塑性显著提高。 通过对合金进行不同制度的单级均匀化热处理发现，5052铝合金中难溶第二相主要为富铁相，当均匀化温度为500℃以下富铁相形态变化不大；均匀化温度为560℃时针状富铁相熔解，变为链状，，形态发生明显改变。但温度继续升高会导致第二相粗大（575℃）甚至发生过烧（590℃）。因此本文作者认为，在实验的均匀化温度中，560℃对改善铸态组织较为合适。 本实验还研究了均匀化保温时间对合金组织的影响，结果发现随着保温时间由12h延长至30h，合金中第二相未发现明显粗化现象，因此在本课题所设定的均匀化保温时间中30h是较为合适的保温时间。 实验中我们分别采用了炉冷和空冷两种均匀化冷却方式，结果发现采用炉冷退火的组织中第二相含量相较空冷组织更多，并且分布均匀，说明炉冷方式更有利于第二相充分析出。 对三组合金进行不同双级均匀化制度的热处理试验，优化出560℃/30h+150℃/10h和560℃/30h+300℃/10h两种双级均匀化制度，经560℃/30h+150℃/10h双级均匀化处理后，第二相分充分析出且分布均匀；在560℃/30h+300℃/10h均匀化后硬度值较低为38HV，有利于后续变形。 5052+Er合金采用560℃/30h、560℃/30h+150℃/10h以及560℃/30h+300℃/10h三种典型的均匀化制度热处理后进行TEM观察发现，经过双级均匀化处理的合金中富铁相有明显的球化趋势；经过560℃/30h+300℃/10h均匀化的合金中含有大量Al-Zr-Er球状相。 随后我们对这三种典型均匀化制度的5052+Er合金进行热轧，总压下量为73%，结果发现560℃/30h均匀化的合金热轧后在沿轧制方向具有更高的延伸率48%；而两种双级均匀化处理的合金轧制后屈服强度平均为80MPa，抗拉强度为180MPa，延伸率为30%以上。经过双级均匀化处理的合金塑性各向异性小，合金具有良好的综合力学性能。

【关键词】：
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG166.3;TG339
【目录】：

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