中间退火对5052铝合金组织与性能的影响_王博
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5052铝镁合金焊接缺陷5052铝镁合金是一种常用的铝合金材料,具有优良的耐腐蚀性能和高强度,广泛应用于航空、汽车、造船等领域。
然而,在5052铝镁合金的焊接过程中,常常会出现一些缺陷,影响焊接接头的质量和性能。
本文将重点介绍5052铝镁合金焊接中常见的几种缺陷,并探讨其原因和解决方法。
1. 焊缝裂纹:焊缝裂纹是5052铝镁合金焊接中常见的缺陷之一。
裂纹主要出现在焊接热影响区,对接头的强度和密封性产生不良影响。
造成焊缝裂纹的原因主要有焊接过程中的热应力集中、焊接速度过快和焊接材料的选择不当等。
解决焊缝裂纹的方法包括优化焊接参数、采用预热和后热处理等措施。
2. 焊接气孔:焊接气孔是5052铝镁合金焊接中另一个常见的缺陷。
气孔会导致焊缝中的气体和杂质含量增加,降低焊接接头的强度和耐腐蚀性。
气孔的形成主要与焊接过程中的气体溶解度、熔池中的气体释放和保护气体的选择等因素有关。
预防焊接气孔的方法包括提高焊接设备和工艺的精度、选择合适的保护气体和采用真空焊接等。
3. 焊接夹渣:焊接夹渣是指在5052铝镁合金焊接过程中,熔池中残留的夹渣物质。
夹渣会使焊缝的强度和密封性降低,同时还会引起腐蚀和气孔等缺陷的形成。
焊接夹渣的原因主要是焊接电流过小、焊接速度过快和焊接设备的清洁不彻底等。
解决焊接夹渣问题的方法包括增加焊接电流、调整焊接速度和加强设备清洁等措施。
4. 焊接变形:5052铝镁合金焊接过程中,由于焊接热源的作用,会产生热应力和热胀冷缩现象,导致焊接接头的变形。
焊接变形会影响接头的尺寸精度和外观质量,甚至会引起焊缝裂纹和气孔等缺陷的形成。
减少焊接变形的方法包括选择合适的焊接方式、采用预热和后热处理等措施。
5052铝镁合金焊接中常见的缺陷包括焊缝裂纹、焊接气孔、焊接夹渣和焊接变形等。
这些缺陷的形成与焊接过程中的参数选择、焊接材料和设备的质量以及操作技术等因素密切相关。
为了解决这些缺陷,需要优化焊接参数、提高焊接设备的精度和清洁度,同时还可以采用预热和后热处理等措施。
5052铝板材质标准
5052铝板是一种常见的铝合金材料,通常用于航空航天、汽车制造、船舶建造、电子产品等领域。
它的材质标准通常由国际标准化组织(ISO)或者国家标准化组织(比如中国的国家标准化管理委员会)所制定。
一般来说,5052铝板的材质标准包括以下方面的要求:
1. 化学成分:包括铝合金中各元素的含量要求,比如铝、镁、铜、锰、铬等元素的含量范围。
2. 机械性能:包括抗拉强度、屈服强度、延伸率等机械性能指标的要求。
3. 加工性能:包括5052铝板的加工性能,比如可压制性、抗拉伸性等方面的要求。
4. 表面质量:包括5052铝板的表面平整度、氧化膜质量、氧化膜厚度等方面的要求。
5. 其他特殊要求:比如对于特定用途的5052铝板,可能还有一些特殊的要求,比如耐蚀性、耐磨性等方面的要求。
具体的5052铝板材质标准需要参考ISO、国家标准化组织发布的相关标准文件,以了解具体的化学成分、机械性能、加工性能等方面的要求。
如果需要购买或使用5052铝板,建议咨询相关材料供应商以获取详细的材质标准信息。
铝合金5052材料表征介绍铝合金5052是一种常见的铝合金材料,具有良好的焊接性、耐腐蚀性和机械性能。
本文将对铝合金5052的材料表征进行详细介绍。
化学成分铝合金5052的化学成分如下:•铝(Al):主要成分,占总质量的约97.25%。
•镁(Mg):合金元素,约占2.5%。
•其它元素(包括硅、铜、铁等):占总质量的约0.25%。
物理性质铝合金5052具有以下物理性质:•密度:2.68 g/cm³。
•熔点:约633°C。
•热膨胀系数:约23.2 × 10⁻⁶/°C。
•热导率:约138 W/m·K。
•电导率:约40.2 - 51.7% IACS(国际安培单位电导率)。
机械性能铝合金5052具有良好的机械性能,适用于各种应用。
以下是它的一些典型机械性能:•屈服强度:约193 MPa。
•抗拉强度:约275 MPa。
•延伸率:12-20%。
•弯曲强度:110 MPa。
•硬度(Brinell硬度):65 HB。
焊接性能铝合金5052具有良好的焊接性能,可通过多种焊接方法进行焊接,包括:•氩弧焊(TIG焊):使用惰性气体作为保护气体。
•氩气半自动焊(MIG焊):使用惰性气体作为保护气体,无需手动提供电极材料。
•焊条焊接:使用合适的铝焊条进行焊接。
在使用这些焊接方法时,需要注意合适的焊接参数和技术,并保证焊接区域的干净和充分的保护。
耐腐蚀性铝合金5052具有良好的耐腐蚀性,在一些特定环境下具有优异的耐蚀性能。
它对氧化、盐水和大多数有机酸都有较好的抵抗能力。
然而,在某些强碱和氯化物环境下,铝合金5052可能会发生腐蚀。
因此,在特定环境中使用时,需要注意腐蚀的可能性。
表面处理和应用铝合金5052进一步提高了其耐腐蚀性和机械性能的方式是进行一些表面处理。
常见的表面处理方法包括阳极氧化和涂覆。
这些处理可以增加铝合金5052的外观和耐用性。
铝合金5052广泛应用于航空航天、汽车制造、电子和电器设备制造等领域。
一种短流程生产5052-h32铝合金带材的工艺一、概述5052-h32铝合金是一种常用的铝合金材料,具有良好的耐腐蚀性和可加工性,广泛应用于航空航天、造船、汽车制造等领域。
其制备工艺对于材料的性能和成本具有重要影响。
本文旨在探讨一种短流程生产5052-h32铝合金带材的工艺,以期提高其生产效率和降低成本。
二、5052-h32铝合金的特性分析5052-h32铝合金具有以下特性:1. 良好的耐腐蚀性:5052-h32铝合金具有良好的耐腐蚀性,可用于海水环境下的制造。
2. 可加工性:5052-h32铝合金可以进行弯曲、压延、拉伸等加工,适用于多种复杂形状的制造。
3. 强度适中:5052-h32铝合金在经过适当处理后,可以达到较高的强度。
4. 焊接性好:5052-h32铝合金可进行常规的气体保护焊接。
三、传统生产工艺分析传统的5052-h32铝合金带材生产工艺一般包括铸造、热轧、冷轧、退火等多道工序,工艺复杂,生产周期长,成本高。
具体工艺流程如下:1. 铸造:通过将5052-h32铝合金熔化后浇铸成坯料。
2. 热轧:将坯料加热至一定温度后进行热轧,形成中间板。
3. 冷轧:对中间板进行冷轧,使其达到所需的厚度。
4. 退火:对冷轧后的带材进行退火处理,消除应力,改善性能。
这种传统工艺存在工序繁多、耗能耗料多等问题,不利于提高生产效率和降低成本。
四、短流程工艺改进方案为了解决传统工艺存在的问题,本文提出一种短流程生产5052-h32铝合金带材的工艺改进方案,主要包括以下几个方面:1. 材料选择优化:选用高纯度的5052-h32铝合金坯料,减少后续工序中的杂质和缺陷。
2. 单次热轧:采用工艺参数优化的单次热轧工艺,减少中间工序,降低能耗。
3. 快速冷却:在热轧后采取快速冷却措施,保持材料组织稳定。
4. 非晶态退火:采用非晶态退火工艺,降低退火时间,提高生产效率。
五、短流程工艺的优势采用短流程生产5052-h32铝合金带材的工艺改进方案,具有以下优势:1. 减少能源消耗:去除传统工艺中的多道工序,降低了加热、冷却等环节的能耗。
铝合金5052 h32标准
铝合金5052 H32是一种常用的铝合金材料,具有较高的强度
和良好的耐腐蚀性能。
H32表示经过加工处理后的状态,即经过轧制和退火处理。
以下是铝合金5052 H32的一些主要标准:
1. ASTM标准:ASTM B209-14是美国材料与试验协会制定的
标准,涵盖了铝及铝合金板材、薄板、卷材、带材等的规格。
2. AMS标准:AMS 4015是美国航空材料规范委员会制定的标准,对铝合金5052 H32的化学成分、机械性能、热处理和机
械加工性能等做出了详细规定。
3. EN标准:EN 573-3是欧洲标准化组织制定的标准,定义了
铝及铝合金材料的化学成分和机械性能要求。
4. GB标准:GB/T 3880-2018是中国国家标准,规定了铝及铝
合金板材和带材的技术要求、试验方法和标志、包装等内容。
以上标准提供了铝合金5052 H32材料在化学成分、机械性能
和加工性能方面的具体要求,可供制造商、供应商和用户参考。
0前言3003铝合金以Al 和Mn 为主要的合金元素,含有少量的Cu 和Zn 元素,由于它不能热处理强化,故主要是通过冷加工提高其力学性能[1]。
3003铝合金属于变形铝合金,质量轻、延展性好,具有良好的成形性、耐腐蚀性、优良的导电导热性和焊接性能等优点,被广泛应用于能源、航空航天、建筑、电子、汽车等多个领域[2-3]。
3003铝合金常用铸轧法生产,该方法投资较小、流程短、效率较高[4]。
但铸轧时冷却速度过快,易造成Mn 元素扩散慢,致使合金存在晶粒粗大、组织不均匀、强度低以及塑性较差等问题[5],在后续加工过程中易裂开,综合性能差,无法达到对材料日益提高的要求。
尤其是近几年新能源领域的快速发展,更是给铝合金材料的生产带来巨大挑战[6]。
针对上述问题,此文对3003铝合金中间退火工艺进行研究,使合金组织更加均匀、晶粒更加细小,提高材料的力学性能,满足目前高端铝合金发展的需求,为工业化生产提供一定的参考。
1试验材料及方法1.1试验材料试验选用3003铝合金铸轧坯料,坯料经冷轧后厚度为2mm ,其化学成分如表1所示。
表13003铝合金坯料的化学成分(质量分数/%)合金3003Fe 0.28Si 0.6Mg ≤0.05Mn 1.32Cu 0.18Zr 0.12Al 余量1.2试验方法取5块上述铝合金坯料,规格为2mm×150mm×200mm ,在SRJX-4-13高温箱式电阻炉中进行中间退火,退火温度分别为325、355、385、415和450℃,升温速度为10℃/min ,保温2h ,然后取出空冷。
对上述退火后样品进行磨抛、腐蚀,然后用4XC-PC 型光学显微镜观察样品的显微组织。
在HBRVU-187.5型号布洛维氏光学硬度计上测量样动力电池用3003铝合金中间退火工艺研究黄洋宝,陆家升,刘莹(梧州学院机械与资源工程学院,广西壮族自治区梧州543002)摘要:利用万能试验机、光学显微镜及硬度计等设备,对铸轧态3003铝合金的中间退火工艺进行了研究。
5052h32化学成分1. 引言5052h32是一种常用的铝合金材料,常用于航空航天、汽车制造和建筑等领域。
本文将详细介绍5052h32铝合金的化学成分及其对材料性能的影响。
2. 化学成分5052h32铝合金的化学成分主要包括铝(Al)、镁(Mg)、铬(Cr)和锰(Mn),其中铝是主要成分,占总质量的约97.2%。
具体化学成分如下:•铝(Al):约占97.2%的质量分数,是5052h32合金的主要成分。
铝具有轻质、良好的导电性和导热性等优良特性。
•镁(Mg):约占2.5-3.5%的质量分数,是5052h32合金的主要合金元素之一。
镁的加入可以提高合金的强度和硬度。
•铬(Cr):约占0.15-0.35%的质量分数,是5052h32合金中的微量元素。
铬的加入可以提高合金的耐腐蚀性能。
•锰(Mn):约占0.1%的质量分数,是5052h32合金中的微量元素。
锰的加入可以提高合金的强度和硬度。
除了上述主要成分外,5052h32合金中还含有少量的铜(Cu)、铁(Fe)、硅(Si)和锌(Zn)等元素,它们的含量都在0.1%以下。
3. 化学成分对性能的影响5052h32铝合金的化学成分对其性能有着重要的影响。
•铝的高含量使得5052h32合金具有良好的强度和韧性,同时保持了较低的密度,使其成为一种轻质材料。
•镁的加入可以显著提高合金的强度和硬度,同时还能增加合金的耐蚀性。
•铬的加入可以提高5052h32合金的耐腐蚀性能,使其在恶劣的环境条件下仍能保持稳定的性能。
•锰的加入可以进一步提高合金的强度和硬度,同时对抗晶间腐蚀的能力也得到了增强。
此外,5052h32合金中微量元素的存在也对材料性能产生影响。
铜的加入可以提高合金的强度和耐腐蚀性,铁的存在可以增强合金的韧性和耐蚀性,硅的加入可以提高合金的强度和耐磨性,锌的存在可以增加合金的耐腐蚀性。
4. 应用领域由于5052h32铝合金具有良好的强度、韧性和耐腐蚀性,因此在许多领域中得到了广泛应用。
第26卷 第5期2006年10月航 空 材 料 学 报J OURNAL OF A ERONAUT ICAL MAT ER I A LSV o.l 26,N o .5O ctober 2006熔体温度、冷却速率对A-l Fe -V -Si 耐热铝合金组织和力学性能的影响谭敦强1,2,黎文献2,陈 伟3(1南昌大学材料科学与工程学院,南昌330047;2中南大学材料科学与工程学院,长沙410083;3中国兵器科学院宁波分院,浙江宁波315103)摘要:采用OM,XRD 检测了不同熔体温度和冷却速度条件下A -l 8.5F e -1.3V-1.7Si (w t %)合金的微观组织结构,并检测了不同熔体温度下采用粉末冶金工艺制备的该合金室温力学性能。
结果表明:熔体温度、冷却速率对该合金组织和性能有着明显的影响。
在相同冷却条件下,熔体温度越高所得到合金的组织越细小,获得该合金最高力学性能则存在一个最佳的熔体温度;冷却速度对该合金的主要相组成起决定作用,并结合A -l F e -V-S i 合金的特性提出了该合金的熔炼工艺。
关键词:耐热铝合金;微观组织;熔体温度;冷却速率中图分类号:TG146.2 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2006)05-0014-04收稿日期:2005-04-29;修订日期:2006-02-10基金项目:国家重点基础研究发展规划资助项目(G1999064900)和中国博士后科学基金资助项目作者简介:谭敦强(1975)),男,副教授,博士,(E -m a il)tdunqiang @sohu .co m 。
金属材料的宏观性能是由其微观组织结构决定的,而微观结构又主要是由凝固前熔体成分、结构和凝固条件决定的。
就熔体结构而言,金属或合金的熔体中包含着不同的原子团簇,其具体特征不仅与金属的种类和合金的成分有关,而且也与熔体的温度有关;就凝固过程而言,冷却速率对所获得的金属材料及其制品的组织、性能具有显著的影响[1,2]。
0前言5052铝合金具有良好的强度、刚度和导热性能,经阳极氧化处理后,铝材表面会形成一层兼具耐磨和耐蚀性能的氧化膜。
经氧化着色处理后,铝材表面呈现多种颜色,阳极氧化膜还起到增强铝合金表面硬度和提高耐腐蚀性的作用,因此多用于3C电子产品上。
3C电子产品的外观材料具有高表面要求,要求阳极氧化后色泽均匀、亮丽,具有良好的金属光泽和质感,不允许有划伤、色差等质量缺陷,因此对铝合金原材料表面质量提出了更高的要求。
5052-H32阳极氧化料边部发白是氧化料基材生产中一个比较难彻底解决的问题。
本文对边部发白色差进行粗糙度、金相形貌分析、扫描电镜和能谱分析,根据分析结果并结合实际生产情况,制定相应的生产措施。
经过对中轧后卷材断面处理,改变卷材中间清洗过程以及调整退火工艺,有效改善了氧化料边部发白色差的情况。
1试验材料及检测方法试验材料为0.8mm×1250mm厚5052-H32铝合金带材,其主要化学成分见表1。
生产工艺为:熔铸→铣面→加热→热轧→冷轧→中间清洗切边→中间退火(完全退火)→冷轧→成品清洗→稳定化退火→精整拉矫→纵切。
采用粗糙度仪检测表面粗糙度,用金相显微镜观察微观形貌以及晶粒度,采用扫描电镜观察微观形貌,进行能谱分析。
表15052铝合金化学成分(质量分数/%)合金5052Si0.2Fe0.3Cu0.1Mn0.1Mg2.2~2.8Cr0.15~0.35Zn0.1Ti0.2Al余量2边部发白色差描述图1为5052-H32铝合金卷材边部发白色差的形貌图。
此种缺陷主要出现在带材上下表面两边部,且宽度都在10cm以上。
发白部分区域比正常区域的表面粗糙度大0.05~0.06μm,如图2所示。
中间清洗、中间退火后均不出现此缺陷,在中间退火后轧制时出现,多呈不规则曲线形状,且随着轧制的深入发白色差的程度越来越重。
对发白区域使用50℃的5%氢氧化钠溶液浸泡120s,色差会消失。
图3为使用金相显微镜观察的发白区域与正常5052铝合金阳极氧化料基材边部“发白”分析及对策左欣欣,王晓磊,朱源源,李琳凯,纪欢欢(河南中孚高精铝材有限公司,巩义451200)摘要:5052-H32阳极氧化料边部发白是氧化料基材生产中一个比较难彻底解决的问题。
5052铝合金法兰的锻造工艺5052铝合金法兰的锻造工艺铝合金法兰是一种重要的连接部件,在工业领域广泛应用。
其中,5052铝合金因其优异的性能,在航空航天、汽车制造、机械设备等领域中得到了广泛的应用。
本文将介绍5052铝合金法兰的锻造工艺,以帮助读者更好地了解和应用该工艺。
首先,5052铝合金法兰的锻造工艺需要选择适当的铝合金材料。
5052铝合金具有良好的强度、塑性和焊接性能,且耐腐蚀性能较好。
一般来说,适宜的材料可以保证锻件在使用过程中具有较好的机械性能和耐腐蚀性。
其次,在选择合适的材料后,需要对5052铝合金法兰进行预热处理。
通过预热处理,可以消除锻件内部的残余应力,提高铝合金的塑性和延展性,有利于后续的锻造过程。
预热处理的温度和时间应根据具体情况进行调整,一般情况下,温度控制在350℃左右,时间约为2小时。
接下来是锻造过程。
5052铝合金法兰的锻造可以采用单点锻造或多工位轮换锻造。
在锻造过程中,需要控制好锻件的变形温度,避免超过铝合金的软化温度范围。
同时,要注意锻造过程中的压力和速度控制,以保证锻件的均匀性和形状精度。
锻造完毕后,还需要进行退火处理。
退火处理可以帮助消除锻造过程中产生的残余应力,改善锻件的塑性和延展性。
退火温度和时间应根据具体情况进行调整,一般情况下,温度控制在200~300℃,时间约为1小时。
最后是后续的热处理。
热处理有助于进一步改善5052铝合金法兰的性能,提高其力学性能和耐蚀性。
一般可以采用时效处理,即在一定温度下保温一段时间,使铝合金材料达到最佳的硬度和抗拉强度。
综上所述,5052铝合金法兰的锻造工艺包括材料选择、预热处理、锻造、退火处理和热处理等环节。
通过合理的工艺控制,可以得到具有良好性能和耐蚀性的5052铝合金法兰。
在实际生产中,应根据具体情况进行调整和优化,以获得最佳的生产效果和产品质量。
5052材质标准
5052是一种铝镁合金材质,其主要合金元素为镁。
这种合金材质具有较高的强度,良好的抗腐蚀性,优异的焊接性、成形性和冷加工性能。
以下是5052材质的一些标准特性:
1. 强度:5052铝合金具有较高的强度,能够在各种应用场景中承受较大的应力。
2. 抗腐蚀性:5052合金在特殊环境下具有较好的抗腐蚀性能,相较于纯铝材质,其耐腐蚀性更佳。
3. 焊接性:5052合金的焊接性能优良,易于进行焊接加工。
4. 成形性:5052合金具有良好的成形性能,可以轻松地制成各种形状和尺寸的零件。
5. 冷加工性:5052合金在冷加工方面具有较好的性能,可以进行冷轧、冷拉伸等加工工艺。
6. 延伸率:5052合金的延伸率较高,具有良好的塑性。
7. 切削加工性:需要注意的是,在退火状态下,5052合金的切削加工性能一般。
8. 应用领域:5052合金广泛应用于液体、气体介质中的设备零件,如油箱、润滑油的导管或液体的容器等。
此外,还可用于制作车辆、船舶、仪表、电器外壳等。
综上所述,5052合金材质具有较高的强度、良好的抗腐蚀性和焊接性,以及优异的成形性和冷加工性能。
这些特性使其成为各种工业和民用领域中有前途的合金材料。
均匀化处理温度对6082铝合金组织和性能的影响黄继武;孙瑜;赵毅;颜丝;黄志其【摘要】采用硬度、电导率测试、金相显微镜、X线衍射、扫描电镜、透射电镜和能谱分析技术,研究均匀化温度对合金组织和性能的影响.研究结果表明:铸态合金由α-Al固溶体和非平衡共晶相组成;490~510℃均匀化,Mg2Si相从过饱和固溶体中析出,在510℃以上均匀化,随着温度的升高,Mg2Si又逐步回溶到基体中,560℃均匀化,Mg2Si相和过剩单质Si完全溶解;随着均匀化温度的升高,非平衡析出物鱼骨状共晶形态逐渐消失,针状β-AlMnFeSi溶解、断裂,转变为具有更高(Mn+Fe)/Si比值颗粒状α-Al(MnFe)Si相,析出相在高温均匀化过程中聚集、球化;560℃均匀化,析出物的连续网状结构转变成链状结构,析出物演化为等轴粒状α-Al(MnFe)Si相.均匀化过程中合金中析出弥散α-Al(MnFe)Si相;在490~560℃保温6h均匀化处理,温度升高,合金的硬度和电导率分别升高和降低.%The effectof homogenization treatment temperature on microstructure and properties of 6082 aluminum alloys were investigated by using hardness and electrical conductivity measurement, optical microscope (OM), X-ray diffraction (XRD), scanning electronic microscope (SEM), energy dispersive spectrum (EDS) and transmission electron microscopy (TEM). The results show that the as-cast alloy consists of supersaturated solid solution and unequilibrium eutectic phases. Supersaturated solid solution changes into equilibrium Mg2Si phase at 490-510 ℃; equilibrium phases are dissolved into matrix when the homogenization temperature is higher than 510 ℃; Mg2Si phase and Si phase dissolved into matrix completely at 560 ℃. With the increase of annealing temperature, the eutectic morphology ofprecipitates disappears gradually, acicular β-AlMnFeSi phase transforms to spherical α-Al(MnFe)Si phase and the ratio of n(Mn+Fe)/n(Si) in AlMnFeSi phase increases. The precipitates is changed into spherical α-Al(MnFe)Si phase after annealing at 560 ℃ for 6 h. During homogenization, dispersive α-Al(MnFe)Si particles deposit in the alloy. The hardness increases and conductivity decreases with the increase of annealing temperature.【期刊名称】《中南大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2012(043)003【总页数】7页(P911-917)【关键词】6082铝合金;温度;显微组织;球化;弥散相【作者】黄继武;孙瑜;赵毅;颜丝;黄志其【作者单位】中南大学材料科学与工程学院有色金属材料科学与工程教育部重点试验室,湖南长沙,410083;中南大学材料科学与工程学院有色金属材料科学与工程教育部重点试验室,湖南长沙,410083;中南大学材料科学与工程学院有色金属材料科学与工程教育部重点试验室,湖南长沙,410083;中南大学材料科学与工程学院有色金属材料科学与工程教育部重点试验室,湖南长沙,410083;中南大学材料科学与工程学院有色金属材料科学与工程教育部重点试验室,湖南长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】TG156.2可热处理强化 Al-Mg-Si系合金具有极好的热塑性和较高强度,优良的焊接性能和抗蚀性,以及低密度,可以高速挤压成断面复杂、薄壁、中空的各种结构型材,广泛用于建筑、汽车车身、高速列车、城市轻轨列车等[1-3]。
现代制造技术与装备1362020第11期 总第288期退火温度对3003铝合金带材性能的影响刘春梅(青海高等职业技术学院,海东 810700)摘 要:通过对3003铝合金铸轧卷在不同的温度下进行退火实验,对其力学性能、组织进行分析对比。
结果表明,在300~350℃退火温度下,3003铝合金晶粒细小,温度升高时晶粒会长大,抗拉强度和屈服强度会降低,不利于生产。
关键词:3003铝合金;退火;性能;组织Effect of Annealing Temperature on Properties of 3003 Aluminum Alloy StripLIU Chunmei(Qinghai Higher Vocational and Technical College, Haidong 810700)Abstract: In this paper, the mechanical properties and microstructure of 3003 aluminum alloy roll casting coil were analyzed and compared through annealing experiments at different temperatures. The experimental results showed that the grain size of 3003 aluminum alloy was fine when annealed at 300~350 ℃. When the temperature increases, the grain would grow up, and the tensile strength and yield strength would decrease, which is not conducive to production.Keywords: 3003 aluminum alloy; annealing; properties; microstructure1 材料与方法随着铝合金的普遍应用,产品种类随之增加。
收稿日期:2014-09-18基金项目:国家国际科技合作计划项目(2011DFR50950);国家科技支撑计划项目(2012BAF09B04)。
第一作者简介:王博(1992-),女,河南邓州人,博士生,主要研究方向为镁铝合金材料的研究。
DOI :10.13979/j.1007-7235.2015.04.007中间退火对5052铝合金组织与性能的影响王博1,陈先华1,2,颜滔1,徐笑阳1(1.重庆大学材料科学与工程学院,重庆400044;2.重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心,重庆400044)摘要:试验研究了中间退火对不同热轧态5052铝合金组织与性能的影响。
结果表明,中间退火对热轧5052铝合金板的显微组织和力学性能均有显著的影响。
经过中间退火热处理后晶粒长大,随着退火温度的升高晶粒长大更明显。
经过中间退火处理后和中间退火后再轧制的板材,其第二相的组成没有发生改变,均由α-Al 、Al 82Fe 18和Mg 2Si 三相组成。
经过中间退火后合金的强度降低,伸长率得到提高。
其中热轧变形量为54%的样品经过150ħ保温4h 的中间退火,可获得较好的伸长率。
热轧变形量为75%,经过70ħ保温4h 中间退火后再轧制变形量为75%时,其伸长率最高,为5.4%。
关键词:中间退火;5052铝合金;微观组织;力学性能中图分类号:TG339文献标识码:A文章编号:1007-7235(2015)04-0037-09Influence of intermediate annealing process on microstructure and mechanical properties of 5052aluminum alloyWANG Bo 1,CHEN Xian-hua1,2,YAN Tao 1,XU Xiao-yang 1(1.College of Material Science and Engineering ,Chongqing University ,Chongqing 400044,China ;2.National Engineering Research Center for Magnesium Alloys ,Chongqing 400044,China )Abstract :The effect of intermediate annealing was studied on the microstructure and me-chanical properties of hot-rolled 5052aluminum alloys with different processes.The resultsshow that the influence is great.Grains grow larger after intermediate annealing and the grain size increases faster as the annealing temperature rises.For the plates after intermediate an-nealing and those after intermediate annealing and rerolling ,the second phases of 5052alu-minum alloy remain the same ,consisting of α-Al ,Al 82Fe 18and Mg 2Si.The tensile strength goes down and the elongation goes up after intermediate annealing.The elongation is im-proved after the plate is rolled with 54%reduction and intermediate annealed at 150ħfor 4h.After the plate is hot-rolled with 75%reduction ,intermediate annealed at 70ħfor 4hand re-rolled with 75%reduction ,the elongation is 5.4%,which is the highest we can a-chieve.Key words :intermediate annealing ;5052aluminum alloy ;microstructure ;mechanicalproperties5ˑˑˑ系Al-Mg 铝合金是属于中高强度铝合金,其板材广泛用于汽车、集装箱板、机械、航空航天、船舶、石油、化工、电子等产业。
其中应用最为广泛且典型的合金是5052铝合金,Mg 含量w (Mg )=2.2% 2.8%,属于低Mg 、热处理不可强化铝合金,具有良好的成形加工性能、抗蚀性、可焊性、疲劳强度以及中等静态强度等特点。
该合金常被用于制造飞机油箱、油管,交通车辆、船舶的钣金件,仪表、街灯支架,铆钉、线材、装饰面板等。
随着机械、汽车等相关行业的发展,对该合金的深入研究具有重要意义[1-10]。
金属材料的最终显微组织决定其使用性能[11],轧制变形量及后续热处理共同决定了5052铝合金板材的最终显微组织及性能。
轧制变形是影响合金力学性能的重要因素,因为原先的晶粒经剧烈塑性变形转变成扁平、延长的变形组织,同时轧制获得的变形储能是合金再结晶的驱动力,而再结晶组织和大角度晶界的出现能显著影响合金的力学性能。
但是随着其轧制变形量的增加,强度提高明显,而伸长率也显著下降,出现明显的加工硬化现象,同时Mg-Al 相易于形成,降低Al-Mg 合金的固溶强化效果及耐蚀性。
然而通过中间退火,可以解决上述问题,改善其内部组织变化,对其力学性能产生重要的影响[14,23-25]。
本课题以中间退火来改变热轧态5052铝合金的晶粒组织形态,研究中间退火对不同热轧态的5052铝合金组织和性能的影响,为经过中间退火的热轧态5052铝合金成形性和力学性能的提高提供理论与试验依据。
1试验材料及方法试验材料为国内某铝加工企业提供的5052铝合金半连续铸造铸锭,化学成分如表1所示。
表1试验用5052铸锭的化学成分(质量分数/%)Tab.1Compositions of test ingots of 5052aluminum alloy (wt /%)SiFeCu MnMgCrTi ZrAl0.0700.4170.00200.0102.320.140.00650.00033余量从5052铝合金铸锭上线切割出133mm ˑ50mm ˑ11mm 的样品,样品经过470ħ20h 均匀化处理后用水冷却。
将均匀化处理后的样品,在470ħ加热1h 、进行轧制。
每道次轧制进行360ħ的中间退火,每道次轧制变形量为25%,轧制总变形量分别为54%和75%。
将上述不同轧制总变形量的样品进行不同温度的中间退火,其中间退火温度分别为70ħ、120ħ、150ħ、180ħ、220ħ、260ħ、300ħ、340ħ,保温时间为4h 。
选取上述综合性能较好的中间退火的样品,再进行轧制,其变形量为75%。
对退火处理后的样品用HV-1000型硬度计测量硬度,加载时间为15s ,加载力为0.98N ,测13次取平均值。
将上述样品,选取垂直于轧制方向的截面来制备金相试样,用PHILIPS 光学显微镜(OM )观察金相试样的组织结构及析出第二相等。
金相试样的腐蚀剂为电解抛光剂,20%高氯酸+80%酒精,电压为18V 25V ,电流为0.7A 1.0A ,抛光时间30s ;阳极覆膜剂,5mL 氟硼酸+200mL 水,电压为20V ,电流为0.7A 1.0A ,抛光时间180s 。
用由TESCAN 公司提供的TESCAN VEGA ⅡLMU 的真空扫描电镜(SEM )对其微观组织进行分析。
该设备配有XEDS 能谱探头,可以对析出的第二相进行半定性的成分分析。
扫描电镜参数为:加速电压0.2kV 30kV ,电子束电流1pA 2μA 。
用RigaD /MAX-2500PCX 射线衍射仪(XRD )对铸态和轧制态的物相进行定性的分析,测试参数为:阳极靶材为铜靶,步长0.02ʎ/min ,扫描角度范围为10ʎ 90ʎ,扫描速度为2ʎ/min 。
将轧制后的铝板加工成拉伸试样,拉伸试样尺寸如图1所示。
在CMT-5105微机控制的电子万能试验机上进行室温拉伸试验(拉伸速率为0.6mm /min )。
在板片的垂直于轧制方向和沿轧制方向分别取样进行拉伸试验,每个力学性能数据是用3个试样测定的平均值。
图1拉伸试样图Fig.1Diagram of a tensile specimen2试验结果及分析2.1中间退火对5052铝合金微观组织的影响图2所示为不同热轧总变形量的5052铝合金板经过不同温度的中间退火的硬度曲线。
可以看出,图2不同热轧总变形量的5052铝合金板退火后的硬度曲线Fig.2Hardness curves of the plate of 5052aluminum alloy rolled with different reductions andannealed at different temperatures随着退火温度升高,其硬度呈下降趋势;当温度在260ħ 300ħ时,其硬度急剧下降;当温度超过300ħ后,其硬度基本保持不变。
说明在此温度范围内,轧制后的5052铝合金发生了动态再结晶。
为研究中间退火温度对热轧制态5052铝合金组织与性能的影响,选取热轧总变形量为54%和75%的5052铝合金板,经过70ħ和150ħ保温4h 退火。
因为在此温度下合金组织处于恢复阶段,由热轧带来的位错或空位等缺陷可以借助于热能来恢复[26],以利于获得综合性能较好的板材。
图3为热轧5052铝合金板不同退火温度后的金相显微组织。
由图中可以看出,热轧变形量越大,其晶粒被拉长越明显,但是晶粒越细小;经过退火处理后,晶粒长大。
随着退火温度升高,晶粒长大越明显,并且第二相析出增多且粗大。
图3不同变形量的热轧板经不同温度退火后的金相显微组织Fig.3Metallographic microstructures of the plate of 5052aluminum alloy hot-rolled with different reductions andannealed at different temperatures图4所示为图3对应的5052铝合金热轧板不同温度退火后的扫描显微组织。