Zr,Cr對3系變形鋁合金熱裂傾向及力學(xué)性能的影響
發(fā)布時間:2021-11-02 17:38
鋁制熱交換器廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè),其在減輕車身自重的同時,也降低了生產(chǎn)成本。散熱器翅片的主要材料是復(fù)合釬焊鋁箔,不斷開發(fā)高強高延伸率的鋁箔芯材也一直是散熱器材質(zhì)研發(fā)的重點方向。在實際生產(chǎn)中,發(fā)現(xiàn)向用于生產(chǎn)復(fù)合鋁箔芯材的3系鋁合金中添加Zr,Cr可以提高其力學(xué)性能,但在鑄造階段會明顯提高合金熱裂傾向。本文以3Z23為基礎(chǔ)合金,分別探究了添加不同含量的Zr,Cr元素后,合金熱裂傾向及力學(xué)性能的變化規(guī)律。首先采用CRC(Constrained Rod Casting Method)模具法,探究了Zr,Cr含量對實驗合金熱裂傾向的影響。研究結(jié)果表明:Zr,Cr含量能夠顯著提高合金的熱裂傾向。由液膜理論分析可知,Zr,Cr的添加使得合金鑄態(tài)晶粒尺寸增大,且影響了晶界的初生相數(shù)量和形態(tài);而在合金凝固末期,晶粒尺寸較大則晶粒間間隙大,同時初生相從剩余液相中析出較少,兩者作用使得被晶粒分隔開的液膜較厚,降低了裂紋擴展的應(yīng)力,從而提高了合金的熱裂傾向。其次,探究了Zr,Cr含量對合金力學(xué)性能及組織的影響。結(jié)果表明:Zr,Cr含量對合金的延伸率影響較小,合金屈服強度和抗拉強度都隨著Zr,Cr含量增加而呈先增...
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
復(fù)合釬焊鋁箔截面示意圖
圖 1-1 復(fù)合釬焊鋁箔截面示意圖[11]1.1.2 復(fù)合釬焊鋁箔的生產(chǎn)工藝復(fù)合釬焊鋁箔是一種層狀金屬復(fù)合材料,生產(chǎn)三層鋁合金復(fù)合釬焊鋁箔、帶的方法主要有軋制復(fù)合法、反向凝固法和爆炸復(fù)合法,而國內(nèi)運用最成熟的技術(shù)是軋制復(fù)合中的熱軋復(fù)合技術(shù)[13]。復(fù)合釬焊鋁箔的熱軋復(fù)合是指在一定的溫度和壓力條件下,將芯材鑄錠和雙面包覆的皮材以一定的包覆率(約 10%)疊合在一起實現(xiàn)皮材、芯材相互結(jié)合的一種加工方法[14]。其生產(chǎn)工藝流程如圖 1-2 所示。芯材熔煉
1.2 芯材均質(zhì)處理對復(fù)合釬焊鋁箔組織和性能的影響均勻化處理是復(fù)合釬焊鋁箔生產(chǎn)的重要工序,不僅能夠消除偏析,提高成品性能的穩(wěn)定性,而且還可以減輕鑄造應(yīng)力,影響合金中析出相的形狀和分布,改善合金鑄態(tài)組織。因此,在實際生產(chǎn)中,一般都會對芯材合金進行均質(zhì)化處理。劉建文等人[21-24]的研究表明,高溫均勻化退火對 AA3003 鋁合金的再結(jié)晶過程具有顯著地促進作用。鑄軋板經(jīng) 580℃均勻化退火 5h,冷軋后合金的再結(jié)晶溫度明顯降低,且再結(jié)晶后得到尺寸梯度很小的等軸晶組織。Y.J.Li[25]等研究了細小初生相 Al(Mn,Fe)Si 對 AA3003 合金的強化作用。袁婷[26]以 4343/3Z03/4343 復(fù)合釬焊鋁箔為對象,探究了均勻化處理對芯材釬焊過程中復(fù)合鋁箔組織和性能的影響。研究結(jié)果表明:均勻化處理的芯材在釬焊后傾向于形成細小的等軸晶;而未均勻化處理的芯材試樣則易形成沿軋向分布的長條狀大晶粒組織,同時,此時合金試樣的抗下垂性能也更好,其晶粒組織變化如圖 1-3 所示。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]7xxx系鋁合金凝固過程中收縮行為的測定[J]. 薛冠霞,長海博文,趙州星,劉金炎. 有色金屬加工. 2016(04)
[2]鋁合金凝固收縮行為研究[J]. 樂啟熾,李浩宇,柏媛媛,張海濤. 東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(05)
[3]2014年汽車行業(yè)政策盤點及2015年汽車市場前瞻[J]. 孫秀潔,王靜. 汽車與配件. 2015(07)
[4]Si變質(zhì)對汽車用鑄造鋁合金熱裂性能的影響[J]. 程鵬飛,徐永新. 鑄造技術(shù). 2014(05)
[5]Al-7Zn-2.5Mg-Cu合金的熱裂機理[J]. 黃勝,陳淑婉,陳曉. 特種鑄造及有色合金. 2013(08)
[6]澆注溫度對Al-7Zn-2.5Mg-Cu合金組織和熱裂性能的影響[J]. 黃勝,陳曉,陳淑婉. 鑄造技術(shù). 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]芯材組織對復(fù)合釬焊鋁箔擴散凝固現(xiàn)象的影響[J]. 童貞,涂益友,張敏達,張建軍,彭曉彤,蔣建清. 特種鑄造及有色合金. 2011(11)
[9]Sc與Zr對Al-Zn-Mg-Cu鋁合金組織及力學(xué)性能的影響[J]. 趙志浩,王高松,張翼航,崔建忠. 東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(11)
[10]Mn和Cr對Al-Mg-Si-Cu合金組織及性能的影響[J]. 李海,史志欣,王芝秀,王秀麗,鄭子樵. 材料熱處理學(xué)報. 2011(10)
碩士論文
[1]Fe,Si元素對Al-Mn變形鋁合金析出行為及再結(jié)晶過程的影響[D]. 孫中躍.東南大學(xué) 2016
[2]Zr、Cr、Yb微量元素對Al-Zn-Mg-Cu系超強鋁合金組織和性能的影響[D]. 黎彥希.中南大學(xué) 2014
本文編號:3472146
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
復(fù)合釬焊鋁箔截面示意圖
圖 1-1 復(fù)合釬焊鋁箔截面示意圖[11]1.1.2 復(fù)合釬焊鋁箔的生產(chǎn)工藝復(fù)合釬焊鋁箔是一種層狀金屬復(fù)合材料,生產(chǎn)三層鋁合金復(fù)合釬焊鋁箔、帶的方法主要有軋制復(fù)合法、反向凝固法和爆炸復(fù)合法,而國內(nèi)運用最成熟的技術(shù)是軋制復(fù)合中的熱軋復(fù)合技術(shù)[13]。復(fù)合釬焊鋁箔的熱軋復(fù)合是指在一定的溫度和壓力條件下,將芯材鑄錠和雙面包覆的皮材以一定的包覆率(約 10%)疊合在一起實現(xiàn)皮材、芯材相互結(jié)合的一種加工方法[14]。其生產(chǎn)工藝流程如圖 1-2 所示。芯材熔煉
1.2 芯材均質(zhì)處理對復(fù)合釬焊鋁箔組織和性能的影響均勻化處理是復(fù)合釬焊鋁箔生產(chǎn)的重要工序,不僅能夠消除偏析,提高成品性能的穩(wěn)定性,而且還可以減輕鑄造應(yīng)力,影響合金中析出相的形狀和分布,改善合金鑄態(tài)組織。因此,在實際生產(chǎn)中,一般都會對芯材合金進行均質(zhì)化處理。劉建文等人[21-24]的研究表明,高溫均勻化退火對 AA3003 鋁合金的再結(jié)晶過程具有顯著地促進作用。鑄軋板經(jīng) 580℃均勻化退火 5h,冷軋后合金的再結(jié)晶溫度明顯降低,且再結(jié)晶后得到尺寸梯度很小的等軸晶組織。Y.J.Li[25]等研究了細小初生相 Al(Mn,Fe)Si 對 AA3003 合金的強化作用。袁婷[26]以 4343/3Z03/4343 復(fù)合釬焊鋁箔為對象,探究了均勻化處理對芯材釬焊過程中復(fù)合鋁箔組織和性能的影響。研究結(jié)果表明:均勻化處理的芯材在釬焊后傾向于形成細小的等軸晶;而未均勻化處理的芯材試樣則易形成沿軋向分布的長條狀大晶粒組織,同時,此時合金試樣的抗下垂性能也更好,其晶粒組織變化如圖 1-3 所示。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]7xxx系鋁合金凝固過程中收縮行為的測定[J]. 薛冠霞,長海博文,趙州星,劉金炎. 有色金屬加工. 2016(04)
[2]鋁合金凝固收縮行為研究[J]. 樂啟熾,李浩宇,柏媛媛,張海濤. 東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(05)
[3]2014年汽車行業(yè)政策盤點及2015年汽車市場前瞻[J]. 孫秀潔,王靜. 汽車與配件. 2015(07)
[4]Si變質(zhì)對汽車用鑄造鋁合金熱裂性能的影響[J]. 程鵬飛,徐永新. 鑄造技術(shù). 2014(05)
[5]Al-7Zn-2.5Mg-Cu合金的熱裂機理[J]. 黃勝,陳淑婉,陳曉. 特種鑄造及有色合金. 2013(08)
[6]澆注溫度對Al-7Zn-2.5Mg-Cu合金組織和熱裂性能的影響[J]. 黃勝,陳曉,陳淑婉. 鑄造技術(shù). 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]芯材組織對復(fù)合釬焊鋁箔擴散凝固現(xiàn)象的影響[J]. 童貞,涂益友,張敏達,張建軍,彭曉彤,蔣建清. 特種鑄造及有色合金. 2011(11)
[9]Sc與Zr對Al-Zn-Mg-Cu鋁合金組織及力學(xué)性能的影響[J]. 趙志浩,王高松,張翼航,崔建忠. 東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(11)
[10]Mn和Cr對Al-Mg-Si-Cu合金組織及性能的影響[J]. 李海,史志欣,王芝秀,王秀麗,鄭子樵. 材料熱處理學(xué)報. 2011(10)
碩士論文
[1]Fe,Si元素對Al-Mn變形鋁合金析出行為及再結(jié)晶過程的影響[D]. 孫中躍.東南大學(xué) 2016
[2]Zr、Cr、Yb微量元素對Al-Zn-Mg-Cu系超強鋁合金組織和性能的影響[D]. 黎彥希.中南大學(xué) 2014
本文編號:3472146
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