影响2026铝合金型材粗晶环的工艺研究
发布时间：2021-07-06 17:40
粗晶环会严重劣化挤压制品的力学性能、焊接性能、耐蚀性等,需要从成分设计、挤压工艺、热处理工艺等方面进行控制。采用反向挤压工艺生产2026铝合金型材,研究铸锭均匀化工艺、挤压工艺对型材粗晶环的影响。研究结果表明:粗晶环分布与型材的断面形状显著相关,型材各个拐角处的粗晶环比较明显;铸锭在均匀化阶段采用400℃8 h进行预处理,能够增加Zr Al3弥散相的析出数量,抑制粗晶环的产生;采用等温挤压工艺,并适当调低挤压速度,能够减轻型材的粗晶环现象。
【文章来源】：轻合金加工技术. 2020,48(10)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
工艺优化前后型材低倍形貌
2×××系铝合金铸锭进行均匀化处理的目的主要有:2×××系铝合金合金元素含量较高，容易产生显著的微观偏析和铸造残余应力，需要通过长时间高温均匀化处理来消除[13];合金中含有的Mn、Cr等元素，需要通过均匀化处理，形成Mn Al6、Cr Al7等弥散相，起到抑制再结晶的作用，有利于控制粗晶环的深度[14]。赖人铭等[15]利用扫描电镜研究了两种含Mn弥散相在均匀化过程的析出行为。如图2所示，呈短棒状的亚微米级析出相，即为本试验生产2026铝合金型材中的含Mn弥散相。与一般2×××系铝合金添加Mn、Cr元素形成的弥散相相比，2026铝合金中添加了Zr元素，能够通过合适的均匀化工艺，形成纳米级Zr Al3弥散相。在热处理过程中，弥散相能够对位错的迁移起到钉扎作用，影响位错的多边形化和小角度亚晶的稳定化，降低晶粒形核率和长大速度，抑制再结晶。张新明等[12]在研究分级均匀化对7055铝合金组织与力性能影响时，发现第一级采用较低温度均匀化，能够析出弥散的Zr Al3相。本试验不同均匀化工艺2026铝合金铸锭中，Zr Al3弥散相的析出情况如图3所示。490℃24 h均匀化工艺情况下，Zr Al3弥散相析出量较少，尺寸较大;而420℃8 h+490℃24 h均匀化工艺情况下，Zr Al3弥散相析出量较多，尺寸较小，更加弥散，抑制粗晶环的效果更好。
铝合金挤压，需要塑性变形区的温度与合金塑性最好的温度范围相适应。塑性变形区的温度取决于铸锭加热温度、挤压筒温度、模具温度、挤压速度等。设定相同温度情况下，挤压速度越大，被挤压筒、模具、垫片等工具吸收的热量越少，塑性变形区的温升越大。在塑性变形量一定的情况下，需要选择合适的温度设置，配合合适的挤压速度，才能够保持塑性变形区处于合理区间。文献[2]表明，挤压筒加热温度高于铸锭加热温度时，有利于降低挤压变形的不均匀性，降低粗晶环的深度。本试验中，铸锭加热温度始终低于挤压筒温度，可以对粗晶环的控制起到正面作用。适当降低铸锭加热温度，可以提高铸锭的剪切屈服强度，降低挤压过程的变形不均匀性，降低型材表层金属的变形储能，抑制粗晶环的产生。适当降低挤压速度，尽量避免挤压过程中塑性变形区的温度升高，能够显著降低型材尾端的粗晶环深度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]均匀化处理对2026铝合金微观组织的影响（英文）[J]. 蒋鼎邦,潘清林,黄志其,胡权,刘志铭. Journal of Central South University. 2018(03)
[2]2A12铝合金棒材粗晶环影响机制的探讨[J]. 向晶,莫宇飞,谢尚昇,李剑,周伟,周文标. 轻合金加工技术. 2017(12)
[3]铝合金在中国民用航空器上的应用[J]. 王国军,王祝堂. 轻合金加工技术. 2017(11)
[4]控制2024铝合金挤压棒材粗晶环的工艺研究[J]. 王岗,刘坚,程仁寨,宋明浩. 轻合金加工技术. 2013(04)
[5]2026铝合金热变形行为的研究[J]. 朱剑军,黄蓉,唐文杰,李剑. 湖南有色金属. 2011(02)
[6]2024铝合金的均匀化热处理研究[J]. 刘成,罗兵辉,王聪,杨磊. 铝加工. 2010(04)
[7]2026铝合金热压缩变形流变应力行为[J]. 吴文祥,韩逸,钟皓,乐永康,张辉. 中国有色金属学报. 2009(08)
[8]含Mn弥散颗粒在Al-Mg-Si-Mn铝合金均匀化过程中的析出分布研究[J]. 赖人铭,熊计,吴悦梅,张向宇,赵国忠. 热加工工艺. 2008(18)
硕士论文
[1]热处理工艺对2026铝合金组织与性能的影响[D]. 吴一凤.中南大学 2014
本文编号：3268681
【文章来源】：轻合金加工技术. 2020,48(10)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
工艺优化前后型材低倍形貌
2×××系铝合金铸锭进行均匀化处理的目的主要有:2×××系铝合金合金元素含量较高，容易产生显著的微观偏析和铸造残余应力，需要通过长时间高温均匀化处理来消除[13];合金中含有的Mn、Cr等元素，需要通过均匀化处理，形成Mn Al6、Cr Al7等弥散相，起到抑制再结晶的作用，有利于控制粗晶环的深度[14]。赖人铭等[15]利用扫描电镜研究了两种含Mn弥散相在均匀化过程的析出行为。如图2所示，呈短棒状的亚微米级析出相，即为本试验生产2026铝合金型材中的含Mn弥散相。与一般2×××系铝合金添加Mn、Cr元素形成的弥散相相比，2026铝合金中添加了Zr元素，能够通过合适的均匀化工艺，形成纳米级Zr Al3弥散相。在热处理过程中，弥散相能够对位错的迁移起到钉扎作用，影响位错的多边形化和小角度亚晶的稳定化，降低晶粒形核率和长大速度，抑制再结晶。张新明等[12]在研究分级均匀化对7055铝合金组织与力性能影响时，发现第一级采用较低温度均匀化，能够析出弥散的Zr Al3相。本试验不同均匀化工艺2026铝合金铸锭中，Zr Al3弥散相的析出情况如图3所示。490℃24 h均匀化工艺情况下，Zr Al3弥散相析出量较少，尺寸较大;而420℃8 h+490℃24 h均匀化工艺情况下，Zr Al3弥散相析出量较多，尺寸较小，更加弥散，抑制粗晶环的效果更好。
铝合金挤压，需要塑性变形区的温度与合金塑性最好的温度范围相适应。塑性变形区的温度取决于铸锭加热温度、挤压筒温度、模具温度、挤压速度等。设定相同温度情况下，挤压速度越大，被挤压筒、模具、垫片等工具吸收的热量越少，塑性变形区的温升越大。在塑性变形量一定的情况下，需要选择合适的温度设置，配合合适的挤压速度，才能够保持塑性变形区处于合理区间。文献[2]表明，挤压筒加热温度高于铸锭加热温度时，有利于降低挤压变形的不均匀性，降低粗晶环的深度。本试验中，铸锭加热温度始终低于挤压筒温度，可以对粗晶环的控制起到正面作用。适当降低铸锭加热温度，可以提高铸锭的剪切屈服强度，降低挤压过程的变形不均匀性，降低型材表层金属的变形储能，抑制粗晶环的产生。适当降低挤压速度，尽量避免挤压过程中塑性变形区的温度升高，能够显著降低型材尾端的粗晶环深度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]均匀化处理对2026铝合金微观组织的影响（英文）[J]. 蒋鼎邦,潘清林,黄志其,胡权,刘志铭. Journal of Central South University. 2018(03)
[2]2A12铝合金棒材粗晶环影响机制的探讨[J]. 向晶,莫宇飞,谢尚昇,李剑,周伟,周文标. 轻合金加工技术. 2017(12)
[3]铝合金在中国民用航空器上的应用[J]. 王国军,王祝堂. 轻合金加工技术. 2017(11)
[4]控制2024铝合金挤压棒材粗晶环的工艺研究[J]. 王岗,刘坚,程仁寨,宋明浩. 轻合金加工技术. 2013(04)
[5]2026铝合金热变形行为的研究[J]. 朱剑军,黄蓉,唐文杰,李剑. 湖南有色金属. 2011(02)
[6]2024铝合金的均匀化热处理研究[J]. 刘成,罗兵辉,王聪,杨磊. 铝加工. 2010(04)
[7]2026铝合金热压缩变形流变应力行为[J]. 吴文祥,韩逸,钟皓,乐永康,张辉. 中国有色金属学报. 2009(08)
[8]含Mn弥散颗粒在Al-Mg-Si-Mn铝合金均匀化过程中的析出分布研究[J]. 赖人铭,熊计,吴悦梅,张向宇,赵国忠. 热加工工艺. 2008(18)
硕士论文
[1]热处理工艺对2026铝合金组织与性能的影响[D]. 吴一凤.中南大学 2014
本文编号：3268681
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3268681.html
教材专著
