Zr,Cr对3系变形铝合金热裂倾向及力学性能的影响
发布时间：2021-11-02 17:38
铝制热交换器广泛应用于汽车行业,其在减轻车身自重的同时,也降低了生产成本。散热器翅片的主要材料是复合钎焊铝箔,不断开发高强高延伸率的铝箔芯材也一直是散热器材质研发的重点方向。在实际生产中,发现向用于生产复合铝箔芯材的3系铝合金中添加Zr,Cr可以提高其力学性能,但在铸造阶段会明显提高合金热裂倾向。本文以3Z23为基础合金,分别探究了添加不同含量的Zr,Cr元素后,合金热裂倾向及力学性能的变化规律。首先采用CRC（Constrained Rod Casting Method）模具法,探究了Zr,Cr含量对实验合金热裂倾向的影响。研究结果表明:Zr,Cr含量能够显著提高合金的热裂倾向。由液膜理论分析可知,Zr,Cr的添加使得合金铸态晶粒尺寸增大,且影响了晶界的初生相数量和形态;而在合金凝固末期,晶粒尺寸较大则晶粒间间隙大,同时初生相从剩余液相中析出较少,两者作用使得被晶粒分隔开的液膜较厚,降低了裂纹扩展的应力,从而提高了合金的热裂倾向。其次,探究了Zr,Cr含量对合金力学性能及组织的影响。结果表明:Zr,Cr含量对合金的延伸率影响较小,合金屈服强度和抗拉强度都随着Zr,Cr含量增加而呈先增...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
复合钎焊铝箔截面示意图
图 1-1 复合钎焊铝箔截面示意图[11]1.1.2 复合钎焊铝箔的生产工艺复合钎焊铝箔是一种层状金属复合材料，生产三层铝合金复合钎焊铝箔、带的方法主要有轧制复合法、反向凝固法和爆炸复合法，而国内运用最成熟的技术是轧制复合中的热轧复合技术[13]。复合钎焊铝箔的热轧复合是指在一定的温度和压力条件下，将芯材铸锭和双面包覆的皮材以一定的包覆率（约 10%）叠合在一起实现皮材、芯材相互结合的一种加工方法[14]。其生产工艺流程如图 1-2 所示。芯材熔炼
1.2 芯材均质处理对复合钎焊铝箔组织和性能的影响均匀化处理是复合钎焊铝箔生产的重要工序，不仅能够消除偏析，提高成品性能的稳定性，而且还可以减轻铸造应力，影响合金中析出相的形状和分布，改善合金铸态组织。因此，在实际生产中，一般都会对芯材合金进行均质化处理。刘建文等人[21-24]的研究表明，高温均匀化退火对 AA3003 铝合金的再结晶过程具有显著地促进作用。铸轧板经 580℃均匀化退火 5h，冷轧后合金的再结晶温度明显降低，且再结晶后得到尺寸梯度很小的等轴晶组织。Y.J.Li[25]等研究了细小初生相 Al(Mn,Fe)Si 对 AA3003 合金的强化作用。袁婷[26]以 4343/3Z03/4343 复合钎焊铝箔为对象，探究了均匀化处理对芯材钎焊过程中复合铝箔组织和性能的影响。研究结果表明：均匀化处理的芯材在钎焊后倾向于形成细小的等轴晶；而未均匀化处理的芯材试样则易形成沿轧向分布的长条状大晶粒组织，同时，此时合金试样的抗下垂性能也更好，其晶粒组织变化如图 1-3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]7xxx系铝合金凝固过程中收缩行为的测定[J]. 薛冠霞,长海博文,赵州星,刘金炎. 有色金属加工. 2016(04)
[2]铝合金凝固收缩行为研究[J]. 乐启炽,李浩宇,柏媛媛,张海涛. 东北大学学报(自然科学版). 2015(05)
[3]2014年汽车行业政策盘点及2015年汽车市场前瞻[J]. 孙秀洁,王静. 汽车与配件. 2015(07)
[4]Si变质对汽车用铸造铝合金热裂性能的影响[J]. 程鹏飞,徐永新. 铸造技术. 2014(05)
[5]Al-7Zn-2.5Mg-Cu合金的热裂机理[J]. 黄胜,陈淑婉,陈晓. 特种铸造及有色合金. 2013(08)
[6]浇注温度对Al-7Zn-2.5Mg-Cu合金组织和热裂性能的影响[J]. 黄胜,陈晓,陈淑婉. 铸造技术. 2013(01)
[7]Research progress of aluminum alloy automotive sheet and application technology[J]. Ma Mingtu1, You Jianghai2, Lu Hongzhou1, Wang Zhiwen3 (1.China Automotive Engineering Research Institute, Chongqing 400039,China; 2.Southwest Aluminum Industry Group Ltd., Chongqing 401326,China; 3.Society of Automotive Engineers of China, Beijing 100055,China). Engineering Sciences. 2012(04)
[8]芯材组织对复合钎焊铝箔扩散凝固现象的影响[J]. 童贞,涂益友,张敏达,张建军,彭晓彤,蒋建清. 特种铸造及有色合金. 2011(11)
[9]Sc与Zr对Al-Zn-Mg-Cu铝合金组织及力学性能的影响[J]. 赵志浩,王高松,张翼航,崔建忠. 东北大学学报(自然科学版). 2011(11)
[10]Mn和Cr对Al-Mg-Si-Cu合金组织及性能的影响[J]. 李海,史志欣,王芝秀,王秀丽,郑子樵. 材料热处理学报. 2011(10)
硕士论文
[1]Fe,Si元素对Al-Mn变形铝合金析出行为及再结晶过程的影响[D]. 孙中跃.东南大学 2016
[2]Zr、Cr、Yb微量元素对Al-Zn-Mg-Cu系超强铝合金组织和性能的影响[D]. 黎彦希.中南大学 2014
本文编号：3472146
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
复合钎焊铝箔截面示意图
图 1-1 复合钎焊铝箔截面示意图[11]1.1.2 复合钎焊铝箔的生产工艺复合钎焊铝箔是一种层状金属复合材料，生产三层铝合金复合钎焊铝箔、带的方法主要有轧制复合法、反向凝固法和爆炸复合法，而国内运用最成熟的技术是轧制复合中的热轧复合技术[13]。复合钎焊铝箔的热轧复合是指在一定的温度和压力条件下，将芯材铸锭和双面包覆的皮材以一定的包覆率（约 10%）叠合在一起实现皮材、芯材相互结合的一种加工方法[14]。其生产工艺流程如图 1-2 所示。芯材熔炼
1.2 芯材均质处理对复合钎焊铝箔组织和性能的影响均匀化处理是复合钎焊铝箔生产的重要工序，不仅能够消除偏析，提高成品性能的稳定性，而且还可以减轻铸造应力，影响合金中析出相的形状和分布，改善合金铸态组织。因此，在实际生产中，一般都会对芯材合金进行均质化处理。刘建文等人[21-24]的研究表明，高温均匀化退火对 AA3003 铝合金的再结晶过程具有显著地促进作用。铸轧板经 580℃均匀化退火 5h，冷轧后合金的再结晶温度明显降低，且再结晶后得到尺寸梯度很小的等轴晶组织。Y.J.Li[25]等研究了细小初生相 Al(Mn,Fe)Si 对 AA3003 合金的强化作用。袁婷[26]以 4343/3Z03/4343 复合钎焊铝箔为对象，探究了均匀化处理对芯材钎焊过程中复合铝箔组织和性能的影响。研究结果表明：均匀化处理的芯材在钎焊后倾向于形成细小的等轴晶；而未均匀化处理的芯材试样则易形成沿轧向分布的长条状大晶粒组织，同时，此时合金试样的抗下垂性能也更好，其晶粒组织变化如图 1-3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]7xxx系铝合金凝固过程中收缩行为的测定[J]. 薛冠霞,长海博文,赵州星,刘金炎. 有色金属加工. 2016(04)
[2]铝合金凝固收缩行为研究[J]. 乐启炽,李浩宇,柏媛媛,张海涛. 东北大学学报(自然科学版). 2015(05)
[3]2014年汽车行业政策盘点及2015年汽车市场前瞻[J]. 孙秀洁,王静. 汽车与配件. 2015(07)
[4]Si变质对汽车用铸造铝合金热裂性能的影响[J]. 程鹏飞,徐永新. 铸造技术. 2014(05)
[5]Al-7Zn-2.5Mg-Cu合金的热裂机理[J]. 黄胜,陈淑婉,陈晓. 特种铸造及有色合金. 2013(08)
[6]浇注温度对Al-7Zn-2.5Mg-Cu合金组织和热裂性能的影响[J]. 黄胜,陈晓,陈淑婉. 铸造技术. 2013(01)
[7]Research progress of aluminum alloy automotive sheet and application technology[J]. Ma Mingtu1, You Jianghai2, Lu Hongzhou1, Wang Zhiwen3 (1.China Automotive Engineering Research Institute, Chongqing 400039,China; 2.Southwest Aluminum Industry Group Ltd., Chongqing 401326,China; 3.Society of Automotive Engineers of China, Beijing 100055,China). Engineering Sciences. 2012(04)
[8]芯材组织对复合钎焊铝箔扩散凝固现象的影响[J]. 童贞,涂益友,张敏达,张建军,彭晓彤,蒋建清. 特种铸造及有色合金. 2011(11)
[9]Sc与Zr对Al-Zn-Mg-Cu铝合金组织及力学性能的影响[J]. 赵志浩,王高松,张翼航,崔建忠. 东北大学学报(自然科学版). 2011(11)
[10]Mn和Cr对Al-Mg-Si-Cu合金组织及性能的影响[J]. 李海,史志欣,王芝秀,王秀丽,郑子樵. 材料热处理学报. 2011(10)
硕士论文
[1]Fe,Si元素对Al-Mn变形铝合金析出行为及再结晶过程的影响[D]. 孙中跃.东南大学 2016
[2]Zr、Cr、Yb微量元素对Al-Zn-Mg-Cu系超强铝合金组织和性能的影响[D]. 黎彦希.中南大学 2014
本文编号：3472146
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