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鋁卷生產(chǎn)廠家談合金的變質(zhì)和細(xì)化晶粒早在20世紀(jì)50年代,和美國等國的科學(xué)家就Al-Si合金的變質(zhì)處理進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)對Al-Si共晶體變質(zhì)有效的元素共有18種,但從經(jīng)濟(jì)性、工藝性以及對環(huán)境的污染程度等因素考慮,。 近年來,關(guān)于稀土的變質(zhì)作用和變質(zhì)機(jī)理研究得較多。20世紀(jì)8o年代初期,就稀土對Al-Si共晶合金的變質(zhì)效果進(jìn)行了研究,不同稀土元素的變質(zhì)效果不同,變質(zhì)作用強的稀土元素是Eu,其次是La,再次是Ce,Pr,Nd和混合稀土,而在具體實驗條件下E:和Y則幾乎沒有變質(zhì)作用。 長期的研究表明稀土元素是一種良好的長效變質(zhì)劑,并且具有重熔性。例如,含0.056wt.%La的變質(zhì)合金,經(jīng)反復(fù)熔化一凝固10次,每次取樣進(jìn)行金相檢驗發(fā)現(xiàn)仍有變質(zhì)效果,化學(xué)分析發(fā)現(xiàn)La的濃度尚有0.035wt.%,仍處于變質(zhì)范圍之內(nèi)。 每種稀土元素變質(zhì)劑都具有其變質(zhì)的范圍和含量,且在不同的合金中變質(zhì)的效果是不同的。稀土元素可以增加液態(tài)金屬結(jié)晶中心、增加表面張力、增加過冷度,在析出相或生長相的表面生成一層吸附膜,阻礙晶粒繼續(xù)長大,達(dá)到細(xì)化晶粒的目的。
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在鑄軋鋁卷鋁板時,板帶連續(xù)不斷快速冷卻結(jié)品,這是一種非平衡結(jié)品過程。因此合金在鑄軋過程中容易在晶內(nèi)因過飽和固溶形成Mn,Fe成分偏析、區(qū)域偏析和AIMn或AIFe系金屬間化合物,以及過飽和應(yīng)力等。Mn與鋁基體作用形成的MnA16,在晶內(nèi)和晶界不均勻析出,形成針狀、棒狀和魚骨狀第二相組織,導(dǎo)致鑄軋板帶中的Mn含量發(fā)生嚴(yán)重的偏析,這種組織在深沖時容易產(chǎn)生橘皮和裂紋。 晶內(nèi)形成的這些化合物屬晶格常數(shù)較大的正交晶系或斜方晶系,一般都呈針狀、棒狀、枝晶狀等形貌,棱角等部位比較尖銳,在后續(xù)冷軋和熱處理中難以改變這種形貌,而且會遺傳到終成品,在后續(xù)冷軋和熱處理中難以改變這。 這是因為鋁液的凝固是從結(jié)晶器的內(nèi)壁開始,垂直于冷卻面的方向向鋁液內(nèi)部擴(kuò)展,所以鑄造組織具有明顯的方向性;隨著鋁凝固層的增厚,傳熱系數(shù)減小,內(nèi)外品核的形成和長大的不一致導(dǎo)致晶粒的形狀、位向和大小也隨之變。 因此,為了Mn的偏析,使鑄軋坯料晶粒和枝晶內(nèi)的溶質(zhì)分布均勻,同時坯料組織中固溶體溶質(zhì)的含量,改變晶界或枝晶界上的金屬間化合物的形態(tài),變成球狀粒子,改善產(chǎn)品的性能,進(jìn)行均勻化處理顯得很重要。均勻化處理依據(jù)的原理是原子擴(kuò)散運動,溫度不同原子擴(kuò)散速度不同,其擴(kuò)散驅(qū)動力也不同。
在反復(fù)的過程中,晶粒細(xì)化的一般過程為:首先,晶粒被粉碎成一系列具有小角度界面的亞晶,亞晶沿著一定方向拉長形成帶狀組織,亞晶帶寬度一般為幾微米或亞微米;然后,亞晶被繼續(xù)破壞,開始出現(xiàn)部分具有大角度界面的等軸晶組織;后,亞晶帶消失,顯微組織主要為具有大角度晶界的等軸晶組織。 鋁卷廠家談等通道轉(zhuǎn)角對對顯微組織的作用等通道轉(zhuǎn)角對于純金屬、合金、金屬間化合物等具有顯著的晶粒細(xì)化效果,可以0.2一0.3um尺寸的超細(xì)等軸晶組織。研究各工藝路線對晶粒細(xì)化的作用應(yīng)綜合考慮剪切面、晶體結(jié)構(gòu)和變形織構(gòu)間相互作用,因為相鄰道次間剪切面的夾角今隨著工藝路線的不同而變化。 以純鋁為例,路徑Bc比A、C路徑更容易等到等軸晶粒,而路徑A比Bc和A路徑更容易的到大角度晶界,而細(xì)化晶粒的效果是路徑Bc哪。對于密排六方結(jié)構(gòu)的鎂和鎂合金,由于其主滑移發(fā)生在(000晶面,而在1120晶向是鎂的易滑移方向,所以對于鎂合金,為快的晶粒細(xì)化效果,應(yīng)采用路徑Bc。 例如,透射電鏡可觀察到等通道轉(zhuǎn)角Al一Cu一0.SZr等軸晶組織的擴(kuò)展厚度消失形貌,而該形貌在退火后消失;這種擴(kuò)展與晶界處存在大量的彈性應(yīng)變和晶體點陣的扭轉(zhuǎn)有關(guān),且測定了ECAP純Cu的晶界附近的彈性應(yīng)變,結(jié)果表明這。點擊查看鑫合鋁業(yè)(淮北市相山區(qū)分公司)的【產(chǎn)品相冊庫】以及我們的【產(chǎn)品視頻庫】
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