本文關(guān)鍵詞：冷連軋與單機(jī)架冷軋3104鋁合金板料組織和性能對(duì)比研究

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【摘要】：3104鋁合金板具有高的強(qiáng)度、良好的深沖和變薄拉伸性能以及良好的抗腐蝕性能,廣泛地用于生產(chǎn)易拉罐。為了滿足市場(chǎng)對(duì)鋁板帶材產(chǎn)量日益增長(zhǎng)的需求,冷連軋作為新的加工方式正在代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單機(jī)架冷軋,但冷連軋生產(chǎn)過程中板料合金組織和性能的演變規(guī)律尚未完全清晰。本論文以西南鋁業(yè)生產(chǎn)的罐體用3104鋁合金為研究對(duì)象,通過激光顯微鏡(LM)、光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)觀察及DSC能譜分析,以及X射線衍射、室溫拉伸、顯微硬度、杯突、沖杯等檢測(cè)手段,對(duì)比研究了傳統(tǒng)單機(jī)架冷軋與雙機(jī)架冷連軋兩種生產(chǎn)方式下,3104鋁合金罐體板料微觀組織和力學(xué)性能的演變規(guī)律,探討演變規(guī)律的差異和機(jī)理,為制定優(yōu)化的冷連軋生產(chǎn)工藝提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論支持。論文主要研究結(jié)論如下:(1)隨著冷軋的進(jìn)行,3104鋁合金冷軋各階段板料的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度都在增加。單機(jī)架冷軋板料的延伸率表現(xiàn)為逐漸減小趨勢(shì),雙機(jī)架冷連軋則表現(xiàn)為前兩個(gè)道次減小,后兩個(gè)道次又略有增加的變化趨勢(shì)。雙機(jī)架冷連軋成品板料不同方向上(0o,45o,90o),屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均低于單機(jī)架冷軋成品板料,延伸率則高于單機(jī)架冷軋板料;雙機(jī)架冷連軋成品板料屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和延伸率為277MPa、311MPa和4.5%,而單機(jī)架冷軋成品板料則分別為295MPa、321MPa和2.7%。(2)兩種冷軋工藝下,冷軋各階段的3104鋁合金板料不同方向上的力學(xué)性能均存在明顯差異,呈現(xiàn)各向異性。冷軋板料均表現(xiàn)出典型的“銅式”織構(gòu)特征。雙機(jī)架冷連軋成品板料(max=11.129)的織構(gòu)強(qiáng)度較單機(jī)架冷軋成品板料(max=12.164)弱,2+1+1冷軋工藝下板料織構(gòu)強(qiáng)度介于二者之間。冷連軋成品板料的各向異性程度和加工硬化程度低,更利于深沖制備易拉罐。(3)兩種方式冷軋板料的組織演變規(guī)律相同:隨著軋制壓下量的增加,板料晶粒組織沿軋制方向被壓扁,最后演變成纖維狀組織。但第2道次后單機(jī)架冷軋板料的晶粒破碎的較嚴(yán)重,晶粒尺寸比雙機(jī)架冷連軋板料的小且均勻,長(zhǎng)徑比數(shù)值較大,晶粒纖維化程度較高。單機(jī)架冷軋板料中化合物尺寸隨著冷軋變形的進(jìn)行整體細(xì)化,基本延續(xù)原有的分布特征,終軋板中化合物尺寸較均勻;而冷連軋板料化合物顆粒大小分布的原有規(guī)律,會(huì)隨著冷變形的積累而發(fā)生變化,整體上尺寸變小,但尺寸大小差異增大(呈兩極分化),即中間尺寸的顆粒數(shù)量比例減少。這在成品板料中表現(xiàn)的最為明顯,使得板料延伸率偏低和斷口韌窩不均勻。(4)單機(jī)架冷軋和雙機(jī)架冷連軋兩種工藝下成品板料中主要存在Al6Mn,Mg2Si,Al6(Fe Mn)三元相,Al9Fe0.84Mn2.16Si四元相等化合物,兩者在種類上并無差異,但雙機(jī)架冷連軋的衍射峰強(qiáng)度較高�？棙�(gòu)檢測(cè)可排除織構(gòu)的影響,表明雙機(jī)架冷連軋成品板料中有更多的化合物析出。通過對(duì)單機(jī)架冷軋末道次3104鋁合金成品板料在160oC 4h、6h和200oC 1h、2h、3h的低溫退火試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),有更多的化合物進(jìn)一步析出,高應(yīng)變誘導(dǎo)析出的第二相粒子聚集長(zhǎng)大,對(duì)強(qiáng)度貢獻(xiàn)不大。由此推斷,由于雙機(jī)架冷連軋末道次后板料在較高溫度卷曲后長(zhǎng)時(shí)間保溫,應(yīng)變誘導(dǎo)基體中固溶原子依附原有第二相顆粒析出且成不均勻分布,對(duì)強(qiáng)度沒有貢獻(xiàn),反而因固溶強(qiáng)化減弱而導(dǎo)致板料軟化。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG339;TG146.21

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本文編號(hào)：1241306