本文關(guān)鍵詞：加工工藝對鑄軋3003鋁合金再結(jié)晶組織與織構(gòu)影響的研究

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【摘要】：3003鋁合金是以Mn為主要合金元素的非熱處理強化型鋁合金,因其具有良好的耐蝕性、焊接性以及中等強度而得到大量應(yīng)用。雖然鑄軋法生產(chǎn)3003鋁合金板坯料具有投資小、效率高等優(yōu)點,但由于其工藝特點,在鑄軋過程中冷卻速度快、表層中心冷卻速度不一致使中心偏析嚴重,并且基體中產(chǎn)生Mn過飽和固溶體。后續(xù)退火過程中含Mn彌散相大量析出從而顯著地影響再結(jié)晶行為,一般容易產(chǎn)生極其粗大、且不均勻的再結(jié)晶組織,對其力學性能和表面質(zhì)量均產(chǎn)生不利影響。因此,本文中以晶粒大小和組織均勻性的控制作為出發(fā)點,通過硬度、電導率、金相、掃描電鏡等表征手段,探討預(yù)退火工藝、變形量及終退火溫度等加工工藝對終退火過程中再結(jié)晶組織和織構(gòu)的影響。主要結(jié)論如下:(1)研究了不同預(yù)退火工藝對鑄軋板坯料組織的影響規(guī)律,結(jié)果表明:原始鑄軋板基體中存在大量Mn元素,初生相主要在枝晶和晶界處沿軋向分布,第二相粒子尺寸較小;單級預(yù)退火包括460℃×12h和620℃×12h兩種工藝:460℃×12h預(yù)退火雖能促進Mn元素的析出,顯著降低鋁基體中過飽和固溶度,但析出相的尺寸較小;620℃×12h預(yù)退火處理后第二相尺寸較大,但仍殘留了一定量的Mn原子固溶在基體中。經(jīng)620℃×12h+460℃×12h雙級預(yù)退火處理后的板材過飽和固溶度顯著降低,并形成了大量的粗大粒子(1μm),此種預(yù)退火方式能夠有效地降低后續(xù)退火過程中彌散相析出,同時有利于粒子誘發(fā)再結(jié)晶形核(PSN)。(2)探討了預(yù)退火工藝、冷軋變形量和終退火溫度對板材再結(jié)晶組織和織構(gòu)的影響。研究表明:(1)在終退火過程中,未經(jīng)預(yù)退火和經(jīng)460℃×12h預(yù)退火處理后的板材再結(jié)晶組織粗大;經(jīng)620℃×12h預(yù)退火處理板材的晶粒尺寸明顯減小,但表層晶粒相對粗大,組織均勻性較差;經(jīng)620℃×12h+460℃×12h預(yù)退火處理后的板材終退火時不僅獲得了相對細小且均勻的晶粒組織,而且提高了立方織構(gòu)的含量;(2)提高冷軋變形量和終退火溫度均能細化再結(jié)晶晶粒,提高整體組織的均勻性和Cube織構(gòu)含量。這是由于增加形變量和退火溫度均能夠使再結(jié)晶發(fā)生在析出之前,盡可能地避免了退火過程中析出的彌散相與再結(jié)晶的交互作用。(3)鑄軋3003合金板材的最優(yōu)加工工藝為:620℃×12h+460℃×12h預(yù)退火、90%冷軋變形量、500℃終退火,在此條件下板材獲得均勻細小(50μm)的晶粒組織和較多的立方織構(gòu)(Cube{001}100,ND-cube{001}310),再結(jié)晶激活能(Q=75.55KJ/mol)最低,Avrami指數(shù)(n=2.614)最大。
【關(guān)鍵詞】：3003鋁合金 鑄軋板 預(yù)退火 第二相 再結(jié)晶組織和織構(gòu)
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.21;TG166.3
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-22
• 1.1 課題的研究背景8-9
• 1.2 3003鋁合金概述9-12
• 1.2.1 合金元素在 3xxx系鋁合金中的作用9-10
• 1.2.2 3003鋁合金板材的生產(chǎn)工藝10-12
• 1.2.3 鑄軋3003鋁合金板材存在的問題12
• 1.3 金屬的再結(jié)晶理論12-17
• 1.3.1 金屬冷變形及退火回復12-15
• 1.3.2 再結(jié)晶形核及長大15-17
• 1.3.3 典型的再結(jié)晶織構(gòu)17
• 1.4 影響再結(jié)晶行為的因素17-19
• 1.4.1 變形程度17-18
• 1.4.2 退火溫度18-19
• 1.4.3 合金元素和第二相19
• 1.5 本文的研究目的、內(nèi)容及意義19-22
• 2 實驗材料及方法22-28
• 2.1 實驗路線及工藝22
• 2.2 原材料及處理方法22-23
• 2.2.1 合金成分22-23
• 2.2.2 預(yù)退火化處理23
• 2.2.3 冷軋23
• 2.2.4 再結(jié)晶退火23
• 2.3 試樣制備23-24
• 2.3.1 硬度電導率試樣23
• 2.3.2 金相試樣23-24
• 2.3.3 掃描電鏡試樣24
• 2.4 表征方法24-28
• 2.4.1 硬度測試24
• 2.4.2 電導率測試24-25
• 2.4.3 背散射電子（BSE）及電子通道襯度（ECC）25-26
• 2.4.4 電子背散射衍射（EBSD）26-28
• 3 預(yù)退火處理對鑄軋3003鋁合金板材組織的影響28-42
• 3.1 預(yù)退火處理后鑄軋板的顯微組織表征28-40
• 3.1.1 晶粒組織28-30
• 3.1.2 第二相粒子分布情況30-35
• 3.1.3 結(jié)果分析與討論35-40
• 3.2 本章小結(jié)40-42
• 4 預(yù)退火工藝、冷軋變形量及退火溫度對組織和織構(gòu)的影響42-68
• 4.1 預(yù)退火工藝對再結(jié)晶組織和織構(gòu)的影響42-47
• 4.2 冷軋變形量對再結(jié)晶組織和織構(gòu)的影響47-49
• 4.3 退火溫度對再結(jié)晶組織和織構(gòu)的影響49-52
• 4.4 結(jié)果討論與分析52-65
• 4.4.1 預(yù)退火工藝和冷軋變形量對再結(jié)晶組織和織構(gòu)的影響規(guī)律52-63
• 4.4.2 終退火溫度對再結(jié)晶組織和織構(gòu)的影響規(guī)律63-65
• 4.5 本章小結(jié)65-68
• 5 結(jié)論68-70
• 致謝70-72
• 參考文獻72-76
• 附錄76
• 作者攻讀學位期間發(fā)表的論文發(fā)表76

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