Zr,Cr對(duì)3系變形鋁合金熱裂傾向及力學(xué)性能的影響
發(fā)布時(shí)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(shí),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(qiáng)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(diǎn)方向。在實(shí)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(huì)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(duì)實(shí)驗(yàn)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(shí)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(kuò)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(duì)合金力學(xué)性能及組織的影響。結(jié)果表明:Zr,Cr含量對(duì)合金的延伸率影響較小,合金屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)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(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)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?gòu)?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(guó)內(nèi)運(yùn)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(shí)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(duì)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(shí)際生產(chǎn)中,一般都會(huì)對(duì)芯材合金進(jìn)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(duì) AA3003 鋁合金的再結(jié)晶過程具有顯著地促進(jìn)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(xì)小初生相 Al(Mn,Fe)Si 對(duì) AA3003 合金的強(qiáng)化作用。袁婷[26]以 4343/3Z03/4343 復(fù)合釬焊鋁箔為對(duì)象,探究了均勻化處理對(duì)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(xì)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(zhǎng)條狀大晶粒組織,同時(shí),此時(shí)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(xiàn)】:
期刊論文
[1]7xxx系鋁合金凝固過程中收縮行為的測(cè)定[J]. 薛冠霞,長(zhǎng)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(bào)(自然科學(xué)版). 2015(05)
[3]2014年汽車行業(yè)政策盤點(diǎn)及2015年汽車市場(chǎng)前瞻[J]. 孫秀潔,王靜. 汽車與配件. 2015(07)
[4]Si變質(zhì)對(duì)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(jī)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(duì)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(duì)復(fù)合釬焊鋁箔擴(kuò)散凝固現(xiàn)象的影響[J]. 童貞,涂益友,張敏達(dá),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(duì)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(bào)(自然科學(xué)版). 2011(11)
[10]Mn和Cr對(duì)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(bào). 2011(10)
碩士論文
[1]Fe,Si元素對(duì)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(duì)Al-Zn-Mg-Cu系超強(qiáng)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(hào):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(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)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?gòu)?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(guó)內(nèi)運(yùn)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(shí)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(duì)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(shí)際生產(chǎn)中,一般都會(huì)對(duì)芯材合金進(jìn)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(duì) AA3003 鋁合金的再結(jié)晶過程具有顯著地促進(jìn)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(xì)小初生相 Al(Mn,Fe)Si 對(duì) AA3003 合金的強(qiáng)化作用。袁婷[26]以 4343/3Z03/4343 復(fù)合釬焊鋁箔為對(duì)象,探究了均勻化處理對(duì)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(xì)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(zhǎng)條狀大晶粒組織,同時(shí),此時(shí)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(xiàn)】:
期刊論文
[1]7xxx系鋁合金凝固過程中收縮行為的測(cè)定[J]. 薛冠霞,長(zhǎng)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(bào)(自然科學(xué)版). 2015(05)
[3]2014年汽車行業(yè)政策盤點(diǎn)及2015年汽車市場(chǎng)前瞻[J]. 孫秀潔,王靜. 汽車與配件. 2015(07)
[4]Si變質(zhì)對(duì)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(jī)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(duì)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(duì)復(fù)合釬焊鋁箔擴(kuò)散凝固現(xiàn)象的影響[J]. 童貞,涂益友,張敏達(dá),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(duì)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(bào)(自然科學(xué)版). 2011(11)
[10]Mn和Cr對(duì)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(bào). 2011(10)
碩士論文
[1]Fe,Si元素對(duì)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(duì)Al-Zn-Mg-Cu系超強(qiáng)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(hào):3472146
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