3104铝合金高温热压缩过程的再结晶_蒋福林
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铝合金热加工过程的回复与动态再结晶
铝合金热加工过程的回复与动态再结晶动态回复在材料的再结晶温度以上的加工过程称为热加工，在加工过程中伴随发生的回复过程称为动态回复。
动态回复主要发生在层错能高的金属的热加工过程中，如铝及铝合金、铁素体钢、镍合金等。
可以把变形过程中的动态回复过程看成是与通常的静态回复相类似的过程。
在这个过程中螺位错交滑移，刃位错攀移，造成位错对消和重排，并发生多边形化过程。
攀移必然伴随扩散过程，因此只有温度高于0.STm时的回复过程才会包括明显的位错攀移运动。
低温时的动态回复主要是位错的交滑移过程[27】。
在热加工过程中，一方面因形变使位错不断增殖和积累，另一方面，通过热激活使位错偶对消、胞壁锋锐规整化形成亚晶以及亚晶合并等过程也在进行，这些过程因外加应力对小角度晶界移动和反号位错对消提供了附加的驱动力而以更快的速度进行，就是说在应变硬化的同时发生动态回复。
这两类相反的过程在热变形中相互消长程度取决于被热加工金属材料的本性、形变速率和形变温度等因素。
对于高层错能材料位错的交滑移和攀移过程容易进行，因而热加工时容易发生动态回复，甚至回复过程可以完全和应变硬化平衡。
这时，在应力一应变曲线上出现流变应力不随应变而变化的稳态应变。
在到达稳态阶段前，由于加工硬化速度大于回复速度，随着应变的增加，位错密度增加，亚晶也在发展，晶粒伸长。
在稳态流变阶段中，晶粒仍然随流变方向伸长，但是位错密度保持不变，回复所形成的亚晶保持等轴形状，并且其尺寸大体保持不变。
图2一1综合描述了发生动态回复的应力一应变曲线以及显微组织的变化。
另外，在稳态阶段中，虽然流变应力保持常数，但还没有达到显微组织的真正稳态，在亚晶界面张力以及位错密度的作用下，原来的晶界会发生局部的迁动，使伸长晶粒的晶界变成锯齿状。
图2一1发生动态回复的应力一应变曲线以及微观组织变化s，一开始德态流变的应变在同一应变速率条件下，变形温度越高，动态回复进行的越快，因而在稳态流变阶段的位错密度越低，亚晶尺寸也比较大。
不同热处理工艺对3104铝合组织及力学性能的影响分析
不同热处理工艺对3104铝合组织及力学性能的影响分析摘要：在均匀化以及深冷处理下，能够直接对3104铝合金组织和力学性能起到作用，可以对合金的热处理工艺实行全面优化和创新，根据调查结果显示，在处理活动中会存在很多不可控的问题，需要对其强度和塑性重点掌握，计划出最为匹配的方案。
基于此，本文首先介绍了3104铝合金基本概况，其次介绍试验背景。
最后具体探索了试验结果并予以集中分析力学性能，使基体的分布具有均衡性，以此为相关人士提供参考。
关键词：热处理工艺；3104铝合金；力学性能引言：3104铝合金在近年来呈上升趋势发展，是铝板范围内的主打产品，得到广泛关注。
在现阶段发展中，我国对3104铝合金的热处理工艺非常重视，积极运用各种处理方法来展现出铝合金的基本性能。
3104铝合金的强度和密度都较高，具有拉伸强等优点，在研究中众多工作人员都通过热处理工艺来对组织进行调整和优化，使3104铝合金组织得到现实发展，为日后热处理工作奠定良好基础并提供保障。
13104铝合金基本概况铝合金是在目前工业领域发展中使用最频繁的金属结构材料，与原来传统的金属材料比较，具有高密度和高强度的特点，同时与工程塑料对比也能够展现出良好的机械化水准，呈现出减震性以及预防冲击的能力。
导热以及性能平稳层面上来讲，自身具有很大的优势。
与此同时，铝合金在现实生活中具备切削功能，为回收利用工具提供重要帮助，在汽车以及电子等多个领域都有充分展现，是工业领域中的环保材料。
伴随着铝合金的不断应用，对其探索和研究也在逐渐深入，集中展现在热处理以及加工工作上。
3104铝合金在近年来的应用上，使其材料的质量更加优质，成为合金中一种重要材料[1]。
但3104铝合金在热处理工艺层面上仍是起步阶段，需要运用科学合理的方法来加强铝合金的基本功能，在深冷处理工作上，主要运用的是液氮，确保铝合金能够可以在-198°C的大环境下使组织和性能都发生转换，近年来，一些国家都相继应用此处理工艺，在热处理上相互作用，使3104铝合金的性能有所提升。
7150铝合金等温多道次热压缩流变应力和静态软化规律
7150铝合金等温多道次热压缩流变应力和静态软化规律蒋福林;张辉【期刊名称】《中国科技论文》【年(卷),期】2015(010)004【摘要】在Gleeble-1500热模拟机上对7150铝合金进行等温多道次热压缩实验,变形温度为300℃和400℃,变形速率为0.01s-1和0.1s-1,道次真应变均为0.2,道次间保温时间为10 s和100 s.结果表明:7150铝合金等温多道次变形过程呈现明显动态和静态软化特性;静态软化率在300℃时随着变形道次(或累积应变)的增加基本保持恒定,而在400℃时随着道次的增加迅速增加;随着温度的升高、应变速率的增大和道次间保温时间延长,软化率均明显增大;合金多道次热变形后,主要呈现典型的回复组织而未发生明显的再结晶.结合金相显微组织及软化率分析,对7150铝合金在变形温度400℃、变形速率0.1s-1条件下的多道次变形时出现软化率大于100％的“奇异”静态软化现象进行了探讨.【总页数】5页(P394-398)【作者】蒋福林;张辉【作者单位】湖南大学材料科学与工程学院,长沙410082;湖南大学材料科学与工程学院,长沙410082;喷射沉积技术及应用湖南省重点实验室,湖南大学,长沙410082【正文语种】中文【中图分类】TG146.21【相关文献】1.5052铝合金单双道次压缩动态与静态软化行为探讨 [J], 黎勇2.铸态42CrMo钢多道次热压缩的软化规律 [J], 吕振华;宋建丽;齐会萍;郑毅3.7150铝合金等温多道次热压缩流变应力和静态软化规律 [J], 蒋福林;张辉;4.铝合金多道次热变形过程的动态与静态软化 [J], 刘国金;张辉;林高用;彭大暑;杨立斌5.易拉罐用铝材多道次热压缩变形的软化规律研究 [J], 陈永禄;傅高升;陈文哲;王火生因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
3104合金均匀化过程中金属间化合物的演变_鲁法云
第41卷第1期2016年1月HEAT TＲEATMENT OF METALSVol.41No.1January 20163104合金均匀化过程中金属间化合物的演变鲁法云1，2，张军利1，2，王昭1，2，赵凤1，2，郭富安1，2（1．山东南山铝业股份有限公司国家铝合金压力加工工程技术研究中心，山东龙口265713；2．北京南山航空材料研究院，北京100048）摘要：利用金相显微镜、扫描电镜等对不同温度、不同时间均匀化的3104合金中化合物的转变情况进行研究。
结果表明，3104合金铸锭组织中的粗大化合物主要为（FeMn ）Al 6相，少量为α-Al 12（FeMn ）3Si 相，其相对比例＜10%。
均匀化过程中（FeMn ）Al 6相向α-Al 12（FeMn ）3Si 相转变，随温度升高和保温时间延长，α-Al 12（FeMn ）3Si 相比例增加，在580和600ħ保温20h 后，α-Al 12（FeMn ）3Si 相比例达80%以上。
转变过程中，α-Al 12（FeMn ）3Si 相中产生细小密集的铝点，随时间延长铝点合并而变得粗大稀疏。
同时，晶粒内析出Al 12Mn 3Si 弥散相，500ħ均匀化时弥散相尺寸细小密度最大。
随温度升高，弥散相尺寸增大密度减小，580和600ħ保温后弥散相尺寸粗大，分布稀疏。
因此，580和600ħ均匀化可以获得较合理的化合物比例和弥散相分布。
关键词：3104铝合金；均匀化；金属间化合物；弥散相中图分类号：TG146．2；TG156文献标志码：A文章编号：0254-6051（2016）01-0130-06Intermetallic compound evolution of 3104alloy during homogenizationLu Fayun 1，2，Zhang Junli 1，2，Wang Zhao 1，2，Zhao Feng 1，2，Guo Fuan 1，2（1．National Engineering Ｒesearch Center for Plastic Working of Aluminium Alloys ，Shandong Nanshan AluminiumCo．，Ltd．，Longkou Shandong 265713，China ；2．Beijing Nanshan Institute of Aeronautical Materials ，Beijing 100048，China ）Abstract ：The intermetallic compound evolution of 3104alloy after homogenization at different temperature and holding time was investigated by means of optical microscope （OM ），scanning electron microscope （SEM ）．The results show that ，the coarse intermetallic compound in 3104alloy ingot is mainly （FeMn ）Al 6phase and a few α-Al 12（FeMn ）3Si phase with relative volume fraction of less than 10%．During homogenization process ，（FeMn ）Al 6phase transforms into α-Al 12（FeMn ）3Si phase ；as temperature rising and holding time prolonging ，the volume fraction of αphase increases．After homogenized at 580and 600ħfor 20h ，the relative volume fraction of α-Al 12（FeMn ）3Si phase can reach above 80%．During the phase transformation ，fine and dense Al spots generate in α-Al 12（FeMn ）3Si phase ，and Al spots combine and become coarse and sparse as holding time prolonging．At the mean time ，dispersed phase of α-Al 12（FeMn ）3Si precipitates in the grains ，the size of dispersed phase is fine and the density is the highest after homogenization at 500ħ．As temperature rising ，the size of dispersed phase becomes larger and density decreases．After homogenized at 580ħand 600ħ，the dispersed phase becomes coarse and distributes sparsely．Therefore ，homogenization at 580ħand 600ħcan obtain proper intermetallic compound volume fraction and dispersed phase distribution．Key words ：3104aluminum alloy ；homogenization ；intermetallic compound ；dispersed phase收稿日期：2015-06-18作者简介：鲁法云（1985—），女，博士，从事铝合金热处理与组织转变研究，联系电话：010-********-891，E-mail ：lufayun@nanshan．com．cn doi ：10．13251/j．issn．0254-6051．2016．01．027AA3104合金是目前制作铝合金易拉罐罐体的主要材料［1-5］。
5383铝合金再结晶全图
5383铝合金再结晶全图林汉卿;罗兵辉;柏振海;邹镕【摘要】本文在研究温度、变形量对5383合金再结晶退火后晶粒大小的影响基础上,绘制了5383再结晶全图.讨论了温度、变形量对再结晶晶粒大小的影响,同时得出了5383铝合金的等温再结晶动力曲线.【期刊名称】《铝加工》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】6页(P4-9)【关键词】5383铝合金;再结晶全图;退火温度;变形程度;动力学曲线【作者】林汉卿;罗兵辉;柏振海;邹镕【作者单位】中南大学材料科学与工程学院,长沙410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TG166;G115.21+30 前言5XXX铝合金属于热处理不可强化合金，增加Mg含量可以提高该系合金强度。
由于5XXX铝合金密度小，具有很好的塑性、抗腐蚀性能力，因而被广泛应用于汽车、船舶和建筑等行业[1、3]。
5XXX系铝合金常用的牌号有5083、5456、5A01等，在5083基础上，通过添加微量Cu、Zn和少量Zr等元素，研制出5383合金。
5383合金的强度、腐蚀及焊接性能均高于5083，而5383铝合金的研制及生产，将逐步满足我国在船舰上层建筑对耐蚀铝合金材料的要求，也为拓展铝合金在地面、海洋复杂腐蚀环境应用提供新材料[4、5]。
国内的研究以添加微量元素和加工工艺对Al-Mg合金综合性能的影响[6、7]、热轧道次的确定[8]、再结晶织构[9]、铝合金再结晶数学模型[10、11]为主。
国外对5XXX铝合金的研究相对成熟，例如，微量元素的加入[12]和组织转变[13]、轧制温度的高低对再结晶的影响[14]。
而有关5383铝合金再结晶全图及动力学曲线的研究未见报道。
5383铝合金板材的再结晶全图可以作为选择原材料状态、制定冷加工和热处理工艺参数的依据。
3104铝合金高温热压缩过程的再结晶_蒋福林
图2 Fig. 2
0. 01 s － 1 ） 不同道次间隔时间的真应力真应变曲线（ 500 ℃ ，
True stress-true strain curves of 3104 aluminum alloy hot compressively deformed with different interval time between passes （ 500 ℃ ， 0. 01 s － 1 ） （ a ） 30 s ； （ b ） 60 s ； （ c ） 120 s
［ 2］
Raghunathan 等 定 量 组 织 关 系 模 型， 对铝及铝合金 （ Al5Mg ） 热轧 亚 晶 粒 尺 寸 、 再结晶分数和晶粒尺寸
［ 4］ 的变化进行预 测， 并 将 模 拟 结 果 与 Raghunathan 等
的 实 验 结 果 进 行 比 较 。 Zhang 等
［ 5］
在研究 3004 铝合 金 热 轧 过 程 的 再 结 晶 行 为 时 发 现， 当轧制温度增高， 再结晶在极短时间内完成且再结晶
收稿日期： 基金项目： 作者简介：
201004 23 ；
修订日期：
201009 06
国际科技合作计划（ 010 S2010 GR0739 ） 蒋 福 林 （ 1988 — ） ， 男， 主要从事铝合金热变形及应用研
摘
1500 热模拟机上对 3104 铝合金进行双道次等温热压缩实验， 要 ： 在 Gleeble变形温度 为 400 和 500 ℃ ， 变 形 速 率 为 0. 01 和
0. 1 s － 1 ， 60 和 120 s 。 结 果 表 明：3104 铝 合 金 在 400 ℃ 以 上 的 双 道 次 热 变 形 过 程 道次的变形量均为 0. 4 ， 道次间保温时间为 30 、 中， 发生动态与静态软化 。 道次间的软化率随着变形温度和应变 速 率 的 增 加， 以及道次间停留时间的延长和道次间保持温度的 其再结晶激活能为 155 kJ / mol 。 升高而增大 。 运用双道次软化率建立了 3104 铝合金热变形再结晶模型， 关键词 ：3104 铝合金； 中图分类号 ： TG146. 2 双道次热变形； 软化率； 再结晶 6264 （ 2011 ） 03005204 文章编号 ： 1009文献标志码 ： A
3104 热膨胀系数 -回复
3104 热膨胀系数-回复什么是热膨胀系数（3104）？我们知道，物质在受热时会膨胀，而热膨胀系数就是用来描述物质膨胀程度的一个物理量。
在这篇文章中，我将一步一步地回答以下问题，包括热膨胀系数的定义、计算方法以及应用。
现在让我们开始深入了解3104热膨胀系数。
首先，我们来了解一下什么是热膨胀系数。
热膨胀系数是指在温度变化时，物体体积（或长度、面积）的增大率与初始长度（面积、体积）变化率的比值。
这个比值可以用来计算物体在不同温度下的膨胀情况。
3104热膨胀系数是指铝合金3104在温度变化时的膨胀程度。
铝合金3104是一种常见的铝合金，它具有优良的耐腐蚀性和可加工性，广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。
接下来，让我们来了解如何计算3104热膨胀系数。
计算热膨胀系数的常用方法是通过实验测量得到的温度变化与物体长度（或体积）的关系曲线来求得。
具体而言，我们可以将温度从初始温度T1加热到目标温度T2，测量物体的长度变化ΔL，并记录下温度变化ΔT。
然后，我们可以使用下面的公式来计算热膨胀系数α：热膨胀系数α=ΔL/（L0×ΔT）其中，ΔL是物体在温度变化ΔT下的长度变化，L0是物体的初始长度。
热膨胀系数的单位是1/（或K），表示在单位温度变化下物体长度（或体积）的相对变化率。
计算了3104热膨胀系数之后，我们可以开始探讨它的应用。
热膨胀系数的应用非常广泛，特别是在工程实践中。
例如，在建筑领域，热膨胀系数被用于计算建筑材料在温度变化条件下的收缩和膨胀。
这有助于避免建筑结构的破坏和损坏。
另外，热膨胀系数还能用于设计制造机械零件以及计算电子元件的热膨胀，以确保它们能在不同温度下正常工作。
除了理论上的应用，热膨胀系数还可以在实际的生活中得到应用。
例如，在汽车制造中，热膨胀系数被用来设计和制造车身，以适应不同温度下的膨胀和收缩。
此外，热膨胀系数还可以被用于计算天气球和气球中气体的膨胀和收缩。
综上所述，3104热膨胀系数是描述铝合金3104在温度变化下膨胀情况的物理量。
3104铝合金轧制温度和中轧温度
3104铝合金轧制温度和中轧温度下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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铝合金被广泛用于制造飞机、汽车、船舶等各种工业产品。
2024铝合金挤压过程动态再结晶问题的研究
第：３拳笔１期兵器砖蚪辩学与二程：０００皇１ｉＯＲＤＮＡＮＣＥＭＡＴＥＲＩＡＬＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＶｏ【．１３＼ｏ．】Ｊａｎ．２０００２０２４铝合金挤压过程动态再结晶问题的研究‘韩高用张胜华（中南工业大学）胡泽豪（中南林学院）摘薹：通过显散分析．研究丁２０：４铝台金挤压过程中的动志再结品同题。
研究结果表明．该台金在热挤压过程中，由于剧烈的剪切变形，使得挤压制品周边金属中赌存丁丈量畸变能，位错密度提高、且加刚丁第二相粒子的偏聚和形变热效应，从而在制品边郭金属中促使亚动态再结晶的发生；所产生的不稳定的再结晶组织是挤压制品粗品环缺陷形成的根率原因。
关量词：：０２４铝台金；铙压：动态再结晶；粗品环中田分类号：ＴＧ】４６．：＋１文献标识码：Ａ文章编号：ｌ００４—２４４ｘ（２０００）０１一００４０—０６２０２４铝合金是一种典型的高强度结构合金，其挤压制品广泛应用于各种军用和民用结构件。
但该台金挤压制品经淬火之后总是在其周边形成一定深度的粗晶环缺陷．严重影嗝产品质量。
在对粗晶环形成机理的研究中发现，挤压过程对粗晶环的形成有明显的影响。
’“．而粗晶环的形成是一个再结晶过程。
但这种再结晶过程到底是如何发生的，至今仍未有统一认识””。
一般认为．铝合金具有较高的层错能，位错易于交滑移和攀移．从而在热挤压时易于发生动态回复而不易发生动态再结晶“１。
但也有一些报导表明．铝合金发生动态再结晶是可能的”’”。
本文通过生产实验和显微分析，对２０２４铝合金热挤压过程中的组织变化进行研究，咀便弄清挤压过程与粗晶环形成的本质联系，为减少和消除粗晶环缺陷提供理论依据。
】实验本文所用实验材料为某厂提供的２０２４铝合金铸棒，主要工艺实验是挤压。
挤压条件为：筒温：４１０～４３０℃，锭温：４２０～４６０Ｃ；挤压速度：Ｏ．５～１．０ｍ／ｍｉｎ，挤压比，＾＝２８；挤压模：⑦１６ｍｍ（４孔平模），挤压机：２ｊｏｏＴ卧式挤压机。
4045铝合金热变形行为及其加工图
龙源期刊网
4045铝合金热变形行为及其加工图
作者：张辉伍豪杰蒋福林
来源：《湖南大学学报·自然科学版》2013年第08期
摘要：采用Gleeble3500热模拟试验机对4045铝合金在变形速率为0.01～10 s-1，变形温度为300～450 ℃条件下进行等温热压缩实验，研究了该合金的热变形行为及其热加工特性.结果表明：4045铝合金热变形过程的流变行为可用双曲正弦模型来描述，其平均激活能为189.93 kJ/mol.基于动态材料模型（DMM）获得了4045铝合金的热加工图，并结合热加工图和金相显微组织分析得到了该合金在实验参数范围内较优的热加工工艺参数范围：加工温度为380～450℃，变形速率为0.1～0.3 s-1.
关键词：铝合金；热变形；材料动态模型；加工图
中图分类号：TG301 文献标识码：A。
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［ 3］
， 而应用于铝加工行业则还需要做
运 用 Sellars 和
大量的基础性研 究 工 作 。 以 铝 合 金 热 连 轧 为 研 究 对 象， 建立显微组织演变与各加工工艺参数之间有明确 正是实施控制热轧的手 物理意义的 定 量 数 学 关 系， 段。 在处理组 织 与 性 能 对 应 关 系 时， 一般有两种方 法：一种是以纯机理和半经验的物理冶金学模型为基 用统计的方法 确 定 模 型 的 系 数；另 一 种 是 采 用 先 础， 进的数学理论分析方法， 如有限元方法等 。 各国材料 工作者在这 两 方 面 的 研 究 相 当 活 跃 。 Shigenori 等
第32 卷 2011年
第3 期 3月
材
料
热
处
理
学
报
Vol . 3 2 March
No . 3 2011
TRANSACTIONS OF MATERIALS AND HEAT TREATMENT
3104 铝合金高温热压缩过程的再结晶
蒋福林 ， 张 辉 ， 蒙春标 ， 李落星
410082 ） （ 湖南大学材料科学与工程学院，湖南 长沙
2
2. 1
实验结果与分析
静态软化特性 实验分别在 温 度 为 400 和 500 ℃ ， 应变速率为
0. 01 和 0. 1 s － 1 ， 60 和 道 次 间 保 温 时 间 分 别 为 30 、 热模拟实验前， 铸锭 在 箱 式 电 阻 炉 内 加 热 到 610 ℃ 保温 10 h 进 行 均 匀 化 处 理， 出 炉 后 立 即 水 淬。 然 后机加工成 10 mm × 15 mm 热模拟专用的圆柱体试 1500 热模拟机上 进 行 热 压 缩 实 验， 变 样 。 在 Gleeble120 s 的 变 形 条 件 下 进 行， 其真应力真应变曲线如图 1 ～ 4 所示 。 从图 1 ～ 4 可 以 看 出：合 金 在 不 同 变 形 条 件下的流变应力达到峰值后随应变的增加而降低， 基 未观察到明显的硬化现象 。 本上以软化为主，
摘
1500 热模拟机上对 3104 铝合金进行双道次等温热压缩实验， 要 ： 在 Gleeble变形温度 为 400 和 500 ℃ ， 变 形 速 率 为 0. 01 和
0. 1 s － 1 ， 60 和 120 s 。 结 果 表 明：3104 铝 合 金 在 400 ℃ 以 上 的 双 道 次 热 变 形 过 程 道次的变形量均为 0. 4 ， 道次间保温时间为 30 、 中， 发生动态与静态软化 。 道次间的软化率随着变形温度和应变 速 率 的 增 加， 以及道次间停留时间的延长和道次间保持温度的 其再结晶激活能为 155 kJ / mol 。 升高而增大 。 运用双道次软化率建立了 3104 铝合金热变形再结晶模型， 关键词 ：3104 铝合金； 中图分类号 ： TG146. 2 双道次热变形； 软化率； 再结晶 6264 （ 2011 ） 03005204 文章编号 ： 1009文献标志码 ： A
热 变 形 道 次 之 间 的 软 化 通 常 采 用 软 化 率 FS
［ 79］ （ Fractional Softening ） 进行描述， ： 其定义如下
FS 由 19. 6% 增加至 34. 2% ；在速率为 0. 1 s － 1 保温时 间为 60 s 的变形条件下， 当温度由 400 ℃ 增加到 500 ℃ 时， FS 由 75. 7% 增加至 89. 2% 。 2. 2 动态再结晶动力学模型 各国学 者 一 般 都 采 用 Avrami 方 程 描 述 等 目前， 温动态再结晶和静态再结晶动力学转变 X = 1 － exp （ － kt ） 结晶所需的时间 t 0. 5 的表达式： X = 1 － exp［－ 0. 693 （ t / t 0. 5 ） n ］ （3） t 0. 5 为再结晶 发 生 50% 所 需 的 时 间 。 文 献［ 11 ］ 其中， 认为铝合金道次间发生 70% 的 软 化 所 对 应 的 时 间 为 再结晶 发 生 50% 所 需 的 时 间 t 0. 5 ， 并 采 用 Hirsh 提 供 的模型来加以描述： t 0. 5 = a · Z b · exp Q ( RT )
在研究 3004 铝合 金 热 轧 过 程 的 再 结 晶 行 为 时 发 现， 当轧制温度增高， 再结晶在极短时间内完成且再结晶
收稿日期： 基金项目： 作者简介：
201004 23 ；
修订日期：
201009 06
国际科技合作计划（ 010 S2010 GR0739 ） 蒋 福 林 （ 1988 — ） ， 男， 主要从事铝合金热变形及应用研
图2 Fig. 2
0. 01 s － 1 ） 不同道次间隔时间的真应力真应变曲线（ 500 ℃ ，
True stress-true strain curves of 3104 aluminum alloy hot compressively deformed with different interval time between passes （ 500 ℃ ， 0. 01 s － 1 ） （ a ） 30 s ； （ b ） 60 s ； （ c ） 120 s
1
实验材料与方法
3104 铝 合 金 实验 材 料 取 自 工 业 化 半 连 续 铸 锭，
的化学成分如表 1 。
表1 Table 1
Fe 0. 42
3104 合金的化学成分 （ wt% ）
Composition of 3104 aluminum alloy （ wt% ）
Si 0. 21 Mn 0. 9 Mg 1. 2 Cu 0. 17 Al Bal.
图3 Fig. 3
0. 1 s － 1 ） 不同道次间隔时间的真应力真应变曲线（ 400 ℃ ，
True stress-true strain curves of 3104 aluminum alloy hot compressively deformed with different i. 1 s － 1 ） （ a ） 30 s ； （ b ） 60 s ； （ c ） 120 s
Abstract ： Double-hit isothermal compression tests of 3104 aluminum alloy at 400 ℃ and 500 ℃ with a strain rate of 0. 01 s － 1 and 0. 1 s － 1 and stain of 0. 4 for each pass were conducted on a Gleeble1500 simulator. The interval time between passes was 30 s ，60 s and 120 s. It was found that the static softening fraction in the interpass duration increases with increasing deformation temperature ， strain rate ， holding temperature and the interval time. An empirical recrystallization model with the recrystallization activation energy of 155 kJ / mol was proposed based on experiment. Key words ：3104 aluminum alloy ； double-hit hot deformation ； softening fraction ； recrystallization
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材
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报
第 32 卷
图4 Fig. 4
0. 1 s － 1 ） 不同道次间隔时间的真应力真应变曲线（ 500 ℃ ，
True stress-true strain curves of 3104 aluminum alloy hot compressively deformed with different interval 0. 1 s － 1 ） （ a ） 30 s ； （ b ） 60 s ； （ c ） 120 s time between passes （ 500 ℃ ，
图1 Fig. 1
0. 01 s － 1 ） 不同道次间隔时间的真应力真应变曲线（ 400 ℃ ，
True stress-true strain curves of 3104 alnminum alloy hot compressively deformed with different interval time between passes （ 400 ℃ ， 0. 01 s － 1 ） （ a ） 30 s ； （ b ） 60 s ； （ c ） 120 s
随着冶金 、 轧 制 和 计 算 机 技 术 的 发 展， 在轧制之 前和轧制过程中对 产 品 的 组 织 性 能 进 行 预 测 和 控 制 成为可能 。 通过人们的不断努力， 该技术已成功地应 用于钢铁 领 域
［ 1］
再结晶 百分数较高；基体 中 固 溶 元 素 的 含 量 较 高 时， 持续时间长且再结晶分数较低， 这些现象取决于在保 温期内再结晶的驱动力减小 、 粒子的钉扎作用和再结 晶 晶 界 的 迁 移 速 度 。 Chen 等
［ 2］
Raghunathan 等 定 量 组 织 关 系 模 型， 对铝及铝合金 （ Al5Mg ） 热轧 亚 晶 粒 尺 寸 、 再结晶分数和晶粒尺寸
［ 4］ 的变化进行预 测， 并 将 模 拟 结 果 与 Raghunathan 等
的 实 验 结 果 进 行 比 较 。 Zhang 等
［ 5］
， 而应用于铝加工行业则还需要做
运 用 Sellars 和
大量的基础性研 究 工 作 。 以 铝 合 金 热 连 轧 为 研 究 对 象， 建立显微组织演变与各加工工艺参数之间有明确 正是实施控制热轧的手 物理意义的 定 量 数 学 关 系， 段。 在处理组 织 与 性 能 对 应 关 系 时， 一般有两种方 法：一种是以纯机理和半经验的物理冶金学模型为基 用统计的方法 确 定 模 型 的 系 数；另 一 种 是 采 用 先 础， 进的数学理论分析方法， 如有限元方法等 。 各国材料 工作者在这 两 方 面 的 研 究 相 当 活 跃 。 Shigenori 等
第32 卷 2011年
第3 期 3月
材
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报
Vol . 3 2 March
No . 3 2011
TRANSACTIONS OF MATERIALS AND HEAT TREATMENT
3104 铝合金高温热压缩过程的再结晶
蒋福林 ， 张 辉 ， 蒙春标 ， 李落星
410082 ） （ 湖南大学材料科学与工程学院，湖南 长沙
2
2. 1
实验结果与分析
静态软化特性 实验分别在 温 度 为 400 和 500 ℃ ， 应变速率为
0. 01 和 0. 1 s － 1 ， 60 和 道 次 间 保 温 时 间 分 别 为 30 、 热模拟实验前， 铸锭 在 箱 式 电 阻 炉 内 加 热 到 610 ℃ 保温 10 h 进 行 均 匀 化 处 理， 出 炉 后 立 即 水 淬。 然 后机加工成 10 mm × 15 mm 热模拟专用的圆柱体试 1500 热模拟机上 进 行 热 压 缩 实 验， 变 样 。 在 Gleeble120 s 的 变 形 条 件 下 进 行， 其真应力真应变曲线如图 1 ～ 4 所示 。 从图 1 ～ 4 可 以 看 出：合 金 在 不 同 变 形 条 件下的流变应力达到峰值后随应变的增加而降低， 基 未观察到明显的硬化现象 。 本上以软化为主，
摘
1500 热模拟机上对 3104 铝合金进行双道次等温热压缩实验， 要 ： 在 Gleeble变形温度 为 400 和 500 ℃ ， 变 形 速 率 为 0. 01 和
0. 1 s － 1 ， 60 和 120 s 。 结 果 表 明：3104 铝 合 金 在 400 ℃ 以 上 的 双 道 次 热 变 形 过 程 道次的变形量均为 0. 4 ， 道次间保温时间为 30 、 中， 发生动态与静态软化 。 道次间的软化率随着变形温度和应变 速 率 的 增 加， 以及道次间停留时间的延长和道次间保持温度的 其再结晶激活能为 155 kJ / mol 。 升高而增大 。 运用双道次软化率建立了 3104 铝合金热变形再结晶模型， 关键词 ：3104 铝合金； 中图分类号 ： TG146. 2 双道次热变形； 软化率； 再结晶 6264 （ 2011 ） 03005204 文章编号 ： 1009文献标志码 ： A
热 变 形 道 次 之 间 的 软 化 通 常 采 用 软 化 率 FS
［ 79］ （ Fractional Softening ） 进行描述， ： 其定义如下
FS 由 19. 6% 增加至 34. 2% ；在速率为 0. 1 s － 1 保温时 间为 60 s 的变形条件下， 当温度由 400 ℃ 增加到 500 ℃ 时， FS 由 75. 7% 增加至 89. 2% 。 2. 2 动态再结晶动力学模型 各国学 者 一 般 都 采 用 Avrami 方 程 描 述 等 目前， 温动态再结晶和静态再结晶动力学转变 X = 1 － exp （ － kt ） 结晶所需的时间 t 0. 5 的表达式： X = 1 － exp［－ 0. 693 （ t / t 0. 5 ） n ］ （3） t 0. 5 为再结晶 发 生 50% 所 需 的 时 间 。 文 献［ 11 ］ 其中， 认为铝合金道次间发生 70% 的 软 化 所 对 应 的 时 间 为 再结晶 发 生 50% 所 需 的 时 间 t 0. 5 ， 并 采 用 Hirsh 提 供 的模型来加以描述： t 0. 5 = a · Z b · exp Q ( RT )
在研究 3004 铝合 金 热 轧 过 程 的 再 结 晶 行 为 时 发 现， 当轧制温度增高， 再结晶在极短时间内完成且再结晶
收稿日期： 基金项目： 作者简介：
201004 23 ；
修订日期：
201009 06
国际科技合作计划（ 010 S2010 GR0739 ） 蒋 福 林 （ 1988 — ） ， 男， 主要从事铝合金热变形及应用研
图2 Fig. 2
0. 01 s － 1 ） 不同道次间隔时间的真应力真应变曲线（ 500 ℃ ，
True stress-true strain curves of 3104 aluminum alloy hot compressively deformed with different interval time between passes （ 500 ℃ ， 0. 01 s － 1 ） （ a ） 30 s ； （ b ） 60 s ； （ c ） 120 s
1
实验材料与方法
3104 铝 合 金 实验 材 料 取 自 工 业 化 半 连 续 铸 锭，
的化学成分如表 1 。
表1 Table 1
Fe 0. 42
3104 合金的化学成分 （ wt% ）
Composition of 3104 aluminum alloy （ wt% ）
Si 0. 21 Mn 0. 9 Mg 1. 2 Cu 0. 17 Al Bal.
图3 Fig. 3
0. 1 s － 1 ） 不同道次间隔时间的真应力真应变曲线（ 400 ℃ ，
True stress-true strain curves of 3104 aluminum alloy hot compressively deformed with different i. 1 s － 1 ） （ a ） 30 s ； （ b ） 60 s ； （ c ） 120 s
Abstract ： Double-hit isothermal compression tests of 3104 aluminum alloy at 400 ℃ and 500 ℃ with a strain rate of 0. 01 s － 1 and 0. 1 s － 1 and stain of 0. 4 for each pass were conducted on a Gleeble1500 simulator. The interval time between passes was 30 s ，60 s and 120 s. It was found that the static softening fraction in the interpass duration increases with increasing deformation temperature ， strain rate ， holding temperature and the interval time. An empirical recrystallization model with the recrystallization activation energy of 155 kJ / mol was proposed based on experiment. Key words ：3104 aluminum alloy ； double-hit hot deformation ； softening fraction ； recrystallization
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图4 Fig. 4
0. 1 s － 1 ） 不同道次间隔时间的真应力真应变曲线（ 500 ℃ ，
True stress-true strain curves of 3104 aluminum alloy hot compressively deformed with different interval 0. 1 s － 1 ） （ a ） 30 s ； （ b ） 60 s ； （ c ） 120 s time between passes （ 500 ℃ ，
图1 Fig. 1
0. 01 s － 1 ） 不同道次间隔时间的真应力真应变曲线（ 400 ℃ ，
True stress-true strain curves of 3104 alnminum alloy hot compressively deformed with different interval time between passes （ 400 ℃ ， 0. 01 s － 1 ） （ a ） 30 s ； （ b ） 60 s ； （ c ） 120 s
随着冶金 、 轧 制 和 计 算 机 技 术 的 发 展， 在轧制之 前和轧制过程中对 产 品 的 组 织 性 能 进 行 预 测 和 控 制 成为可能 。 通过人们的不断努力， 该技术已成功地应 用于钢铁 领 域
［ 1］
再结晶 百分数较高；基体 中 固 溶 元 素 的 含 量 较 高 时， 持续时间长且再结晶分数较低， 这些现象取决于在保 温期内再结晶的驱动力减小 、 粒子的钉扎作用和再结 晶 晶 界 的 迁 移 速 度 。 Chen 等
［ 2］
Raghunathan 等 定 量 组 织 关 系 模 型， 对铝及铝合金 （ Al5Mg ） 热轧 亚 晶 粒 尺 寸 、 再结晶分数和晶粒尺寸
［ 4］ 的变化进行预 测， 并 将 模 拟 结 果 与 Raghunathan 等
的 实 验 结 果 进 行 比 较 。 Zhang 等
［ 5］