电磁铸轧5052铝合金板材组织性能研究

论文摘要

5052铝合金是5XXX铝合金中使用最广泛的产品之一,广泛用于汽车、机械、航空航天、船舶、电子等产业,目前只能采用铸造—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5052铝合金为研究对象,进行电磁铸轧工艺研究,分析了铸轧区5052铝合金的凝固特征,以及分析施加静磁场和电磁振荡对铸轧区显微组织的影响,并研究静磁场和电磁振荡场对5052铝合金板材组织和力学性能的影响。本论文取得以下结论：(1)静磁场和振荡场都可以细化5052铝合金铸轧区显微组织,静磁场铸轧条件下的晶粒生长有一定的方向性,而振荡铸轧条件下晶粒的生长没有方向性。(2)在静磁场条件下,铸轧区边部和中心处微观组织都得到细化,但晶粒大小不均匀；而电磁振荡条件下的组织在中心处为均匀的等轴晶,固液两相区和变形区的边部枝晶有被打断的现象。(3)施加静磁场和电磁振荡都能细化5052铝合金板坯组织,静磁场的细化效果更显著,但同时存在细化晶粒大小不均匀的现象,而电磁振荡条件下的组织晶粒均匀并趋向等轴化。(4)5052铝合金板坯易形成中间偏析带,在静磁场条件下,中间偏析带变窄,甚至有的地方呈现线条状；在电磁振荡条件下,中间偏析带基本消除,几乎没有大块的点状偏析和线条状偏析带；偏析带中的偏析物多为杂质。(5)电磁铸轧有利于改善5052铝合金的晶内合金元素含量,常规铸轧中Mg在晶内的最低含量为0.99%,施加静磁场后Mg在晶内的最低含量为1.55%,而施加电磁振荡后,Mg在晶内的最低含量为2.14%。(6)电磁铸轧有利于提高5052铝合金板材的机械性能,常规铸轧条件下板材的抗拉强度为207MPa,静磁场条件下板材的抗拉强度为215MPa,电磁振荡条件下板材的抗拉强度为235MPa；而静磁场、电磁振荡铸轧板材的延伸率与常规铸轧板材相比没有明显变化,都在25%左右。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 5052合金的基本性质
• 1.1.1 5xxx系铝合金简介
• 1.1.2 5052合金基本性质介绍
• 1.2 电流对金属凝固的影响
• 1.3 磁场对金属凝固的影响
• 1.4 电磁振荡对金属凝固的影响
• 1.4.1 全域电磁振荡对凝固组织的影响
• 1.4.2 电磁振荡在连铸过程中的应用
• 1.4.3 电磁振荡的其它效应
• 1.5 电磁铸轧技术的研究状况
• 1.5.1 电磁铸轧的提出
• 1.5.2 电磁铸轧的发展概况
• 1.6 本论文研究的主要目的、意义及内容
• 1.6.1 本论文研究的主要目的
• 1.6.2 本论文研究的意义
• 1.6.3 本论文研究的内容
• 第2章 实验设备及实验过程
• 2.1 电磁铸轧实验设备
• 2.1.1 铝合金熔炼炉
• 2.1.2 铸嘴
• 2.1.3 线圈
• 2.1.4 水平式双辊铸轧机
• 2.2 后续轧制实验设备
• 2.3 实验材料成分
• 2.4 实验过程
• 2.4.1 电磁铸轧过程
• 2.4.2 铝合金后续轧制
• 2.4.3 铝合金轧制板材的退火
• 2.4.4 拉伸实验
• 2.4.5 金相试样的制备与观察
• 2.4.6 板中组织和断口扫描
• 2.5 本章小结
• 第3章 电磁铸轧5052铝合金板材组织研究
• 3.1 引言
• 3.2 电磁铸轧对5052铝合金铸轧区组织的影响
• 3.2.1 电磁铸轧对5052铝合金铸轧区宏观组织的影响
• 3.2.2 电磁铸轧对5052铝合金铸轧区微观组织的影响
• 3.3 电磁铸轧对5052铝合金板坯微观组织的影响
• 3.4 电磁铸轧对5052铝合金板坯组织偏析的影响
• 3.4.1 5052铝合金中间偏析形成分析
• 3.4.2 5052铝合金中间偏析物分析
• 3.5 电磁铸轧对5052铝合金板坯晶内合金元素含量的影响
• 3.6 本章小结
• 第4章 电磁铸轧5052铝合金板材性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 电磁铸轧5052铝合金板材后续轧制工艺研究
• 4.3 电磁铸轧5052铝合金板材力学性能分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢