退火温度对铸轧3003铝合金冷轧板带材冲压制耳率的影响

3003铝合金在铸轧工艺过程中,存在制耳率不理想的问题。基于此,以3003铝合金冷轧1 mm板带材为研究对象,并结合EBSD检测手段,研究了不同退火温度下3003铝合金冷轧板材冲制过程中制耳率与退火温度及织构组织之间的关系,并最终得出影响制耳率的关键因素。结果表明:3003铸轧产品冷轧退火后铝合金板材中的织构主要由Copper、Brass、S、Goss等形变织构和Cube、CubeND、P、R、黄铜R等再结晶织构组成,随着退火温度的升高,形变织构向再结晶织构的转变倾向增大,且显著伴随S型织构及R型织构的减少,Cube型及CubeND型织构的逐渐增加,当形变织构与再结晶织构比值在0.67~0.73时,冲压效果明显改善,制耳率效果理想。

汽车空调用3003铝管穿孔失效分析

为了研究分析汽车空调用3003铝管穿孔失效的原因,采用宏观形貌分析、化学成分分析、扫描电镜微观形貌分析以及能谱分析方法对3003铝管表面孔洞缺陷进行研究。结果表明:3003铝管表面存在的非金属夹杂破坏了铝管表面的完整性和连续性,使得夹杂处不能形成致密的氧化膜,在强腐蚀性元素Cl和S的共同作用下,导致3003铝管出现点蚀穿孔失效。建议在3003合金熔炼过程中控制精炼剂的加入量,并增强铝液中夹杂的过滤效果,同时改善铝管表面清洁度和仓储环境。本研究成果可为3003铝管的制造提供一定的参考。

动力电池用3003铝合金中间退火工艺研究

利用万能试验机、光学显微镜及硬度计等设备,对铸轧态3003铝合金的中间退火工艺进行了研究。结果表明:3003铝合金的组织随中间退火温度的升高发生明显变化,当中间退火温度为385℃时,纤维状的组织全部变成等轴细小的再结晶晶粒。3003铝合金的硬度和强度随中间退火温度的升高,先快速下降而后稳定在一定范围内,而伸长率则呈相反趋势。当中间退火温度达385℃以上,3003铝合金的力学性能开始稳定在一定范围内;3003铝合金的硬度、抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为42HV~43HV、147~149MPa、120~121MPa和30.5%~31%。因此,3003铝合金较合适的中间退火温度为385℃,本研究可为能源、航空航天和汽车等领域生产用铝提供一定的技术参考。

累计拉拔变形量及退火温度对3003铝合金线材组织和性能的影响

通过多道次连续拉拔和改变退火温度,研究了多道次累计拉拔及退火温度对3003铝合金线材的微观组织和力学性能的影响.结果表明:在多道次连续拉拔过程中,3003铝合金线材的纤维状组织逐渐变细;随着变形量的不断增加,线材的强度和硬度不断增大,伸长率逐渐减小.选取冷变形量为75%的3003铝合金线材进行退火处理,结果表明:当退火温度为370℃时,线材的微观组织仍为纤维状组织,但其强度和硬度明显减小;当退火温度达到390℃时,线材开始发生再结晶;随着温度的不断上升,线材再结晶程度提高,强度和硬度逐渐减小;当退火温度达到430℃时,线材发生完全再结晶,抗拉强度和硬度降至最低;此后随着退火温度继续升高,线材的强度和硬度的变化趋于稳定.

第二相对铸轧3003铝合金箔坯再结晶行为的影响

目的铸轧法因工艺流程短、生产效率高而被广泛应用于3003铝合金箔板的生产。但铸轧法生产的坯料组织为Mn元素过饱和的固溶体,在后续再结晶退火时易析出细小弥散的第二相,这些第二相会抑制再结晶形核使得合金组织异常粗大,为解决这个问题,需探索最优的热处理工艺。方法采用均匀化退火预处理工艺,在均匀化退火过程中使Mn元素脱溶并析出粗大的第二相,为后续再结晶退火提供形核质点。研究均匀化退火温度对该过程中析出第二相的尺寸和数密度的影响,并研究均匀化退火对再结晶析出行为、形变再结晶晶粒形貌和织构特征的影响。结果经过450、500、550℃均匀化预处理的试样析出了大量粗大的第二相,从而诱发再结晶形核,促使合金组织细化;而原始铸轧样和400℃均匀化预处理的试样在再结晶退火时析出了大量细小的第二相,阻碍再结晶的发生,从而形成粗大的晶粒组织。由于均匀化处理过程中产生粗大粒子诱发形核(PSN)作用,使得500、550、600℃预处理冷轧板退火后具有较弱的再结晶织构。结论在500、550、600℃进行预处理可析出粗大的第二相,促使合金组织细化。通过数学拟合的方法,获得粗大第二相(d>200 nm)数密度与再结晶晶粒平均尺寸之间的关系为d=75.09-30.04ρ+4.08ρ^(2)。

3003铝合金扁铸锭表面花斑缺陷分析及改进措施

某批次3003铝合金扁铸锭铣面后表面花斑缺陷导致后续产品出现色差、亮条、性能不均等成品缺陷。因此对其宏观、微观形貌进行分析。结果表明,3003铝合金扁铸锭铣面后表面花斑缺陷本质为表面粗晶层,粗晶晶粒尺寸可达300μm以上,粗晶层深度可达30 mm以上。3003铝合金扁铸锭表层花斑缺陷的产生与铸造过程中铸造温度控制不当,下注管及分流袋没入铝液深度不合适,钛丝选择及质量控制不合理有关。采取提升铸造温度,增加下注管及分流袋没入铝液深度,选用Al-5Ti-1B丝的解决措施后,有效解决了3003铝合金扁铸锭表面花斑缺陷问题。

Al/Zn/Al中间层超声波TLP连接Al_(2)O_(3)陶瓷与3003铝合金机制

采用Al/Zn/Al中间层对Al_(2)O_(3)陶瓷与3003铝合金进行了超声波辅助瞬时液相扩散焊(U-TLP),设计了中间层元素,研究了超声波时间和焊接温度对接头界面组织及力学性能的影响。结果表明:中间层元素选择Zn,Al 2种可得到小尺寸晶粒。焊接温度为550℃时,接头抗剪强度在3~10 s内随超声波时间先提高后降低,当超声波时间为5 s时,层间主要为α-Al固溶体,Zn-Al共晶颗粒弥散在α-Al固溶体中,超声波的声空化作用抑制晶粒生长,接头的抗剪切强度达到最高为47.25 MPa;超声波时间为3 s时,接头抗剪强度在490~570℃内随焊接温度的升高先提高后降低;当焊接温度为530℃时,层间的α-Al固溶体和细晶Zn-Al共晶通过固溶强化和细晶强化的方式强化接头,接头的抗剪强度达到最高,为54.79 MPa,此时接头的界面结构为3003Al/α-Al固溶体+Zn-Al共晶颗粒(Ⅰ区)/α-Al固溶体(Ⅱ区)/富Zn相+Zn-Al共晶/Al_(2)O_(3)陶瓷。

3003铝合金均匀化退火状态下晶粒度的影响因素

在不同的加工率、温度、时间和升温速率条件下,研究3003铝合金均匀化退火状态的晶粒度影响因素。结果表明:在均匀化退火过程中升温速率对晶粒度的影响较大,在大卷的工业化生产过程中此问题较难避免,可通过成品厚度优化退火前加工率、退火温度和退火时间达到细化晶粒的目的,满足部分晶粒度要求相对较低的深冲料产品,实现部分铸轧供坯方式替代热轧供坯方式的生产要求。

3003 合金热轧开裂的原因分析及预防措施

采用SEM、EDS能谱仪、金相显微镜对3003合金热轧过程中在厚度方向上产生的贯穿性开裂孔洞进行了分析。开裂的主要原因是铸锭局部存在粗大硬质相,在变形过程中在硬质相上形成应力集中,硬质相破碎形成裂纹。根据开裂原因提出了对铸锭进行610℃×6 h均匀化的改进预防措施。

3003铝合金箔制备过程中的组织演变

通过硬度、电阻测试,X射线衍射分析,以及光学显微镜、扫描电镜、透射电镜观察,研究了3003铝合金箔制备过程中的组织演变,探讨了Fe、Si杂质元素对3003铝合金组织及性能的影响。结果表明,随(Fe+Si)含量升高,Mn的固溶度降低,且αAl(Fe,Mn)Si相增多;3003铝合金冷轧后在300℃和500℃退火时有大量含Mn粒子析出,300℃退火时析出受到冷轧变形量的影响,而在500℃退火时的析出与冷轧变形量无关;此外,Fe/Si含量比高的3003铝合金箔可获得大量细小且均匀分布的第二相粒子。

3003铝合金动态再结晶实验研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机对3003铝合金进行变形温度为300～500℃、应变速率为0.01～10.0s-1的高温等温压缩实验,由真应力-真应变曲线计算应变硬化速率,并采用截线法测量热压缩后平均晶粒尺寸,结果表明:3003铝合金动态再结晶临界应变εc随着Z参数的增大而提高,合金发生动态再结晶的临界条件为:ε>εc=7.28×10-5 Z0.1661;动态再结晶的平均晶粒尺寸随温度的升高、应变速率的减小而增大,其关系为:lndave=-0.0824lnZ+4.9532;在实验条件下,该合金具有正的应变速率敏感性,随变形温度的降低和应变速率的增大,合金进入稳态流变阶段时所对应的真应力值逐渐增大,并且峰值应力随动态再结晶平均晶粒尺寸的减小而增大,符合Hall-Petch关系:lnσm=-0.9378lndave+6.5232。

3003铝合金热变形行为

采用不同熔体处理工艺获得3种不同冶金质量的3003铝合金,通过Gleeble-1500热模拟试验机对3003铝合金进行变形温度为300℃~500℃,应变速率为0.01s-1~10s-1高温等温压缩实验。结果表明,3003铝合金具有正的应变速率敏感性,热变形激活能Q与含杂量H呈线性关系,经高效综合处理的3003铝合金热变形激活能最低为174.62kJ.mol-1,有利于材料热塑性变形。采用加工硬化率计算不同熔体处理的3003铝合金的临界应变值,获得了经不同熔体处理的3003铝合金发生动态再结晶的临界条件。

退火过程中AA3003铝合金的析出与再结晶

通过硬度测试、电阻测试以及光学显微镜观察,研究不同冷变形量的AA3003合金在退火过程中析出与再结晶的相互作用及其对显微组织的影响。研究结果表明:在300℃和500℃退火时均有大量第二相粒子析出;在300℃退火时,析出相优先在位错、亚晶界等点阵缺陷处形核,较大的冷轧变形量将导致更多的析出;而且在300℃退火时,析出发生在再结晶之前,导致再结晶晶粒粗大;而在500℃退火时,再结晶发生在析出之前,析出与冷轧变形量无关,并可获得晶粒细小的再结晶组织。

3003铝合金热变形流变应力特征

采用Gleeble-1500热模拟机进行圆柱体压缩实验,研究了3003铝合金在变形温度为300～500℃、应变速率为0.01～10 s-1、真应变为0～0.8条件下的流变应力特征。结果表明,流变应力随温度升高而降低,随应变速率的提高而增大;在应变速率小于10 s-1时,3003铝合金首先出现加工硬化,流变应力达到峰值后单调下降,趋于平稳,表现出动态回复的特征;而在应变速率为10 s-1、变形温度在350℃以上时,合金发生了局部动态再结晶;可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦形式来描述3003铝合金热压缩变形时的流变应力行为。

预析出对冷轧3003铝合金析出行为及再结晶晶粒尺寸的影响

通过电阻法、光学显微镜观察、扫描电子显微镜观察以及能谱分析,研究预析出对冷轧3003铝合金析出行为及再结晶晶粒尺寸的影响。研究结果表明:3003铝合金经610℃/36 h均匀化接着经480℃/10 h预析出处理后,晶粒内析出大量含Mn的第二相粒子,降低了固溶体中的Mn含量,从而降低了合金冷轧后再结晶退火时的析出驱动力,其析出温度比未经预析出合金的温度提高了约50℃。在最后的再结晶退火过程中,在再结晶基体上第二次析出的弥散粒子与预析出的粒子共同阻碍了再结晶晶粒的长大,从而获得了晶粒细小的再结晶组织。

模拟海洋大气环境下Cl^-质量分数对3003铝合金腐蚀行为的影响

目的研究Cl-质量分数对3003铝合金腐蚀性能的影响,为风电散热器的腐蚀检测和使用寿命评价提供依据。方法采用连续盐雾腐蚀实验模拟海洋大气环境,分析3003铝合金腐蚀产物的微观形貌、元素分布、腐蚀质量损失、点蚀深度,利用极化曲线和阻抗技术分析腐蚀样品的电化学行为。结果当Cl-质量分数低于9%时,样品质量损失随Cl-质量分数的升高而增加,9%时达到最大为7.9937 g/m2;样品腐蚀深度随着Cl-质量分数升高不断加深,9%时达到峰值为44.15μm;腐蚀电流密度随Cl-质量分数的增加而增大,容抗弧半径随Cl-质量分数的增加而减小;Cl-质量分数大于9%时,随着Cl-质量分数增加,腐蚀质量损失和腐蚀深度不断减小,容抗弧半径不断增大,腐蚀电流密度逐渐减小。结论当Cl-质量分数在1%~9%之间时,Cl-质量分数的增加对3003铝合金的腐蚀速率具有明显的加速作用;当Cl-质量分数大于9%时,腐蚀速率呈现逐渐降低的趋势。

退火温度对冷轧态3003铝合金组织性能的影响

利用光学显微镜观察3003铝合金铸轧板、冷轧板以及冷轧板退火后的显微组织,用电子拉伸试验机进行拉伸试验,获得不同退火温度下铝板的力学性能,讨论了退火温度对该合金显微组织、抗拉强度和伸长率的影响。结果表明,随退火温度升高,抗拉强度下降,达一定温度后趋于稳定,伸长率的变化规律则相反;从而确定3003合金的再结晶温度为460℃。

析出相对3003铝箔再结晶组织的影响

借助于光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等研究了在不同退火温度和保温时间下,3003热轧铝箔的第二相颗粒尺寸对再结晶组织的影响。结果表明,3003铝箔再结晶晶粒尺寸随退火温度的升高而减小;在同一温度下保温至16h,再结晶晶粒尺寸没有明显粗化。借助于晶粒促进形核(PSN)理论从第二相的尺寸因素对此给出了解释,提供了细化再结晶组织的一种思路。

退火过程中AA3003铝合金的析出行为

通过硬度、电阻检测以及光学显微镜、透射电镜观察,研究了AA3003铝合金在退火过程中的析出行为以及对合金显微组织的影响。结果表明低温阶段(<450℃),大的冷轧变形量将导致更多的析出;在高温阶段(>450℃)时的析出与冷轧变形量无关;在300℃退火时,析出发生在再结晶之前,导致晶粒粗大;而在500℃退火时,再结晶发生在析出之前,可获得细小的等轴晶。对于铝电解电容器用AA3003铝合金阴极箔的生产,宜采用500℃,30min中间退火制度,这样既可以保证大量弥散相的析出,又可以获得细晶组织,有利于提高阴极箔比的电容。

3003铝合金盐雾加速腐蚀行为

采用连续盐雾腐蚀试验模拟海洋大气环境对3003铝合金进行了加速腐蚀研究,主要考查腐蚀时间对腐蚀性能的影响,分析了腐蚀产物的微观形貌、元素分布及点蚀深度,利用失重法分析了3003铝合金的腐蚀动力学特征。结果表明:腐蚀产物随时间延长不断增多,腐蚀初期以点蚀为主,点蚀逐渐发展成为剥蚀,并产生龟裂;腐蚀失重与时间的关系呈幂函数规律;腐蚀48h后,腐蚀速率趋于平缓;腐蚀72h的失重数据低于万宁地区7A04铝合金暴露10a的腐蚀失重数据,最大腐蚀深度仅为板材厚度的20%。