电磁铸轧5182铝合金组织性能研究

论文摘要

5182铝合金具有良好的抗蚀性能、加工性能与焊接性能,被广泛地用于加工易拉罐罐盖、汽车、航空等领域。目前铝合金板材只能采用铸造一轧制法生产,工艺流程长、设备投资大、生产成本高。连续铸轧技术是铝合金最经济的生产方法,具有节能、环保、投资小、生产成本低等优点。本文以5182铝合金为研究对象,对铸轧工艺进行了研究,分析了5182铝合金铸轧区的凝固特征,以及施加静磁场和电磁振荡对铸轧区显微组织及合金元素偏析的影响,并研究静磁场和电磁振荡场对5182铝合金板材组织和力学性能的影响。论文得到了以下结论：（1）添加静磁场可以细化铸轧区的组织,提高晶内合金元素的含量,减少析出,结晶区的长度变小。而施加振荡场细化效果更明显,结晶区长度最小。（2）常规铸轧板组织由表层细晶区,柱状晶区和中间层组成。其中中间层主要由等轴晶、粗大的柱状晶和细小杂乱的枝晶组成。板材下表层组织比上表层组织细小。（3）施加静磁场后,铸轧板中间层等轴晶数量增多晶粒得到细化,柱状晶数量减少,在等轴晶和柱状晶之间细小杂乱的枝晶增加。较常规条件下铸轧板边部晶粒得到细化。施加振荡场后,铸轧板中间层主要由等轴晶和细小枝晶组成,较施加静磁场晶粒更加细小。（4）常规铸轧时板中间层晶内镁的含量为3.50%,边部为1.61%；施加静磁场后板中部晶内镁含量降低为2.91%,边部增加到1.99%；施加振荡场后板中部晶内镁含量降低为2.60%,边部进一步增加到2.41%,偏析基本消除。（5）铸轧过程中施加电磁场可提高轧制-退火后板材的机械性能,常规铸轧条件下板材的抗拉强度为271.7MPa,延伸率为20.7%,施加静磁场后抗拉强度提升至281.7MPa,延伸率增加到22.2%,而在振荡场作用下抗拉强度提升至290.3MPa,延伸率增加到26.0%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 铝及铝合金
• 1.1.1 铝的基本性质和特点
• 1.1.2 铝合金的牌号
• 1.1.3 5XXX系铝合金简介
• 1.2 饮料罐用铝合金板的发展
• 1.2.1 铝合金饮料罐的历史
• 1.2.2 国外饮料罐用铝合金板的发展
• 1.2.3 我国饮料罐用铝合金板的情况
• 1.3 电磁场对金属材料作用规律的研究现状
• 1.3.1 稳恒或交变磁场的作用
• 1.3.2 脉冲磁场的作用
• 1.4 电磁铸轧技术的研究状况
• 1.4.1 电磁铸轧的提出
• 1.4.2 电磁铸轧的发展状况
• 1.5 本文研究的意义及主要内容
• 1.5.1 本文研究的意义
• 1.5.2 本文研究的主要内容
• 第2章 实验设备及实验过程
• 2.1 铸轧实验设备
• 2.1.1 铝合金熔炼炉
• 2.1.2 水平双辊铸轧机
• 2.1.3 铸嘴
• 2.1.4 电磁线圈
• 2.2 铸轧实验过程简介
• 2.2.1 实验材料成分
• 2.2.2 实验设备
• 2.2.3 实验条件
• 2.2.4 实验工艺流程
• 2.3 后续轧制及退火实验
• 2.4 后续轧制实验设备
• 2.5 拉伸实验
• 2.6 SEM分析
• 2.7 金相试样的制备
• 2.8 本章小结
• 第3章 5182铝合金铸轧区组织的研究
• 3.1 铸轧区简介
• 3.2 铸轧区组织分析
• 3.2.1 常规铸轧铸轧区组织分析
• 3.2.2 静磁场作用下铸轧区组织分析
• 3.2.3 电磁振荡下铸轧区组织分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 5182铝合金铸轧组织与性能研究
• 4.1 铝合金铸轧板微观组织分析
• 4.1.1 常规铸轧板组织分析
• 4.1.2 静磁场作用下的铸轧组织分析
• 4.1.3 电磁振荡作用下的铸轧组织分析
• 4.1.4 铸轧板中间层组织分析
• 4.1.5 铸轧板边部组织分析
• 4.2 铸轧板偏析分析
• 4.3 铝合金铸轧板后续轧制和力学性能的分析
• 4.3.1 铸轧板后续轧制工艺
• 4.3.2 后续轧制板缺陷
• 4.3.3 后续轧制板的力学性能
• 4.4 本章小结
• 第5章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介