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微量元素对5383合金板材组织和性能的影响
| 论文题名： | 微量元素对5383合金板材组织和性能的影响 |
| 关键词： | 铝合金;化学成分;金相组织;力学性能;合金化;板材轧制 |
| 摘要： | 本文研究了5383合金的成分、金相组织及第二相对性能的影响。解决了5383合金大工业生产中的热轧开裂、规定非比例延伸强度过低、板材进行机械加工变形翘曲等难题，实现了工业化大生产。并研究了5383H116的生产工艺，为5383合金在船舶上的应用奠定了基础。利用光学显微镜、透射电镜、扫描电镜观察了材料的微观组织结构，并分析了相组成及分布。 5383合金最佳生产工艺为：采用氩气、氯盐联合精炼，并采取表面覆盖精炼剂等炉内除气除杂方法，铸造中采用玻璃丝布过滤、陶瓷泡沫过滤，SINF精炼等方法联合使用。采用半连续铸造，铸造温度685℃～695℃，铸造速度45～50mm/min。铸锭经以30℃/h的升温速度加热到440℃，保温5h，再以20℃/h的升温速度加热到510℃，保温2h的均匀化处理。刨边、铣面，铸锭热轧温度450℃～480℃，5083H116还需要加工率18％～20％冷轧，稳定化处理温度201℃～230℃，保温2h。 可保证尺寸范围为0.5μm～5μm的Mg2Si数量应控制在150～2000个/mm2范围内。尺寸大于5μm的Mg2Si数量占总的尺寸大于0.5μm的Mg2Si数量的百分比不超过20％。Mg2Si表面分数应小于0.8％。AlFeMnSi、Al6(Mn，Fe)、AlFeCr、CrSi、Al3Zr、Al3(Zr，Ti)等相粒子尺寸大于0.5μm的必须小于2500个/mm2。粒子尺寸大于0.5μm的的表面分数不大于2％。尺寸大于5μm的粒子数量占总的尺寸大于0.5μm的粒子数量的百分比不超过20％。 在5383合金中，单独添加Zr或Ti时，合金的强化效果不大。采用Zr和Ti复合微合金化可显著提高合金的强度，其抗拉强度和屈服强度增量分别达22MPa和20MPa。在5383合金中，采用Zr和Ti复合微合金化可形成Al3(Zr，Ti)复合粒子。初生Al3(Zr，Ti)具有极强的晶粒细化作用，次生Al3(Zr，Ti)质点强烈地钉扎位错和亚晶界，从而有效地抑制合金的再结晶。Zr和Ti复合微合金化可大大增强微量Ti在5383合金中所产生的细晶强化、亚结构强化和析出强化效果。因Ti的价格比Zr便宜很多，采用Zr和Ti复合微合金化可减少合金中Zr的加入量，从而降低合金的成本。 -Ⅰ-在工业大生产中，5383合金在较高温度(510℃～540℃)热轧时，易发生解理断裂，当合金中微量杂质Na含量超过10×10-6(质量百分比)，即使在正常的轧制温度(450℃～480℃)，合金也可能发生解理断裂，这种情况是工业生产中钠污染所致。通过观察5383合金碎裂铸锭可知解理面在{100}和{110}的等比例面上，脆性解理面面积达到50％～60％。5383合金的规定非比例延伸强度可通过选取适当的退火温度得以保证。板材机械加工翘曲变形主要是板材内部存在残余应力所致，本研究采用了拉伸变形的办法得以解决。 |
| 作者： | 唐明君 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 吉泽升;吕新宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨理工大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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