罐體用大規(guī)格3104鋁合金材料制備、組織與性能研究.pdf

1、本文結合中國鋁業(yè)公司科技基金項目，以易拉罐罐體用3104鋁合金材料為研究對象，從現(xiàn)場生產(chǎn)線上取樣，采用顯微硬度、拉伸力學試驗、金相、X射線衍射、掃描和透射電子顯微分析以及JMatPro軟件模擬，對大規(guī)格鑄錠特性及其均勻化處理、熱軋、冷軋等全流程關鍵工藝控制因素進行研究，在此基礎上，深入探討了3104鋁合金薄帶成分-組織結構和性能之間的關系。獲得了以下創(chuàng)新性成果:
　　(1)3104鋁合金大規(guī)格鑄錠橫截面上明顯的宏觀偏析，從鑄錠表面

2、到中心，各元素含量差別很大，Ti含量極差達到0.025％，Mg含量的極差達到0.34％，Ti元素的偏析規(guī)律與其他元素相反。從鑄錠表層到中心，晶粒和初生化合物尺寸逐漸增大。3104鋁合金大規(guī)格鑄錠橫截面上不同部位的微觀偏析也是不均勻的，鑄錠表層晶內Mg分布較均勻，而鑄錠中部存在Mg的晶內偏析。大規(guī)格鑄錠必須均勻化。
　　(2)隨均勻化溫度的升高和時間的延長，晶粒內部的偏析逐步減少，顯微硬度趨于一致;晶內發(fā)生(AlMnSi)和(AlM

3、nFeSi)化合物析出，在590℃以下溫度均勻化后析出不均勻，晶界和晶粒中心析出少;600℃以上均勻化后，析出相長大，密度減小，在晶內分布更為均勻。與此同時，晶粒邊界區(qū)域的鋁化物逐步溶解、熔斷和球化，部分Al6(FeMn)相轉變?yōu)棣?Al12(MnFe)3Si相;大生產(chǎn)條件下3104合金鑄錠最佳均勻化處理工藝為600℃/8-12h。
　　(3)熱軋過程過程中化合物的破碎效果非常明顯，但熱粗軋板坯在厚度和寬度方向上的組織還存在不均勻

4、性，表層為完全再結晶組織，中心部位為熱軋變形組織，中間過渡層為部分再結晶組織。經(jīng)過熱精軋后，熱軋帶材整個斷面基本上是完全再結晶組織。
　　(4)熱精軋終軋溫度和冷卻速度對熱精軋帶材的組織有明顯影響，終軋溫度愈高、冷卻速度愈慢，立方織構含量愈高。終軋溫度為340℃和冷卻速度為1℃/min時，立方織構含量從熱粗軋板坯的30％左右提高到熱精軋帶材的60％以上。
　　(5)冷軋過程中，隨冷軋壓下量增大，中部的第二相尺寸略有減小，冷軋

5、后鑄錠組織的不均勻性無法徹底消除;冷軋變形量、冷卻速度等因素影響冷軋卷材織構的種類，終軋溫度則無明顯的影響。
　　(6)冷軋變形量、終軋溫度和薄帶冷卻速度對成品薄帶織構含量和制耳率有很大影響，冷軋變形量越大，終軋溫度越低，形變織構的α、β取向密度值越大，即形變織構含量越高，制耳率越大;在相同終軋溫度條件下，緩冷比快冷的薄帶β取向密度更大，制耳率更高;由于帶材邊部冷卻不均勻，帶材邊部的取向線分布規(guī)律性不如中部，帶材邊部的制耳率高于中