微量元素对5383合金板材组织和性能的影响

论文题目: 微量元素对5383合金板材组织和性能的影响

论文类型: 硕士论文

论文专业: 材料工程

作者: 唐明君

导师: 吉泽升,吕新宇

关键词: 铝合金,合金化,轧制

文献来源: 哈尔滨理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 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。

论文目录:

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 选题的目的和依据

1.2 课题主要研究内容及技术路线

1.2.1 研究5383 合金的熔铸工艺

1.2.2 研究5383合金的热轧工艺

1.2.3 研究5383合金热处理工艺

1.2.4 研究5383合金的应用性能

1.3 铝合金的性能及其应用

1.3.1 铝合金的性能综述

1.3.2 可机加工性

1.3.3 可成形性

1.3.4 可锻性

1.3.5 可回收性

1.3.6 铝合金的典型应用

1.4 5XXX 系铝合金技术发展现状

1.4.1 熔体净化技术

1.4.2 溶体过滤

1.4.3 晶粒细化

1.4.4 5XXX 合金带坯铸轧技术

1.4.5 5XXX 合金带坯连铸技术

1.5 5XXX 合金塑性加工及热处理

1.5.1 5XXX 合金塑性加工

1.5.2 5XXX 合金热处理

1.6 存在问题及发展方向

1.6.1 存在问题

1.6.2 发展趋势

第2章 试验用料及试验方法

2.1 5383 合金小型成分配比用料

2.2 5383 合金大型工业化生产研究用料

2.3 试验方法

2.3.1 显微组织观察

2.3.2 拉伸试验

2.3.3 焊接试验

2.3.4 腐蚀试验

2.3.5 冲击试验

2.4 本章小结

第3章 5383合金小型成分配比研究

3.1 5383 合金的熔炼

3.1.1 5383 合金的熔铸流程

3.1.2 5383 合金中合金元素的溶解与蒸发

3.1.3 金属与炉气的作用

3.2 5383 合金铸锭中的气体

3.2.1 气体在铝中的存在形式

3.2.2 气体的溶解度

3.2.3 气体的测量

3.3 5383 铸锭中的非金属夹杂及净化

3.3.1 夹杂的种类及形态

3.3.2 炉内净化处理

3.3.3 熔体炉外连续处理

3.4 5383 合金铸锭凝固过程及组织控制

3.4.1 5383 合金的半连续铸造

3.4.2 凝固过程控制

3.4.3 晶体长大

3.4.4 生长形态的形态与控制

3.4.5 铸锭组织的控制

3.5 铸造组织及轧制板材性能

3.5.1 5383 合金铸造组织

3.5.2 轧制板材性能及分析

3.6 本章小结

第4章 5383 合金大型工业化生产研究

4.1 大生产需解决的难题

4.1.1 热轧开裂

4.1.2 规定非比例延伸强度低

4.1.3 机加工加工翘曲变形

4.2 热轧开裂及解决

4.2.1 试验用料

4.2.2 结果与分析

4.2.3 钠对开裂的影响探讨

4.2.4 铸态高温瞬时力学性能

4.2.5 热轧工艺确定

4.3 规定非比例延伸强度低

4.3.1 试验结果

4.3.2 镁含量对板材组织、规定非比例延伸强度的影响

4.3.3 锰含量的影响

4.3.4 热轧终了温度的影响

4.3.5 退火温度的影响

4.4 板材机械加工翘曲变形

4.5 5383H116 工艺研究

4.6 本章小节

结论

参考文献

工程硕士研究生简历

致谢

发布时间: 2005-11-18

参考文献

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