冷轧CC5052铝合金板表层至中心层织构变化的X射线衍射分析

为了对铝合金板轧制技术发展提供依据,采用X射线衍射仪测试极图并使用专用软件计算织构的ODF,研究了热轧后经过454℃×4h预先再结晶退火处理的5052双履带连续冷却铸造铝合金板,进行不同变形量冷轧后自表层至心部层的织构分布状况。冷轧制后变形量小于40%的试样,存在织构强度由表层向中心层提高的变化梯度。变形量大于56.1%的试样,β织构的增加主要是来自剩余位向转变量随变形量的增加;主要织构β较强、Goss和剩余位向较弱,各层之间的织构状态接近。

退火工艺对5083铝合金热轧板组织性能的影响

铝合金板材在热轧制过程中温度较高,在一定程度上等同于板材的退火处理,但是并没有达到完全退火状态。经过试验研究,5083铝合金热轧板在经过不同温度退火后,对板材进行力学性能和显微组织检测分析,研究其变化规律,确定热轧态板材的后续退火工艺制度;热轧终轧温度为320℃的5083铝合金热轧板,需要在500℃-550℃范围内退火才能达到最佳O态组织和性能。

退火制度对不同终轧温度5083铝合金热轧板组织和性能的影响

铝合金板材在热轧轧制过程中终轧温度较高,不同终轧温度板材,轧后采用不同温度退火,组织和性能有较大差异。试验研究了5083铝合金在不同热轧终轧温度及其轧后采用对应不同温度退火后,对板材进行力学性能和显微组织分析,研究其变化规律;测定不同热轧终轧温度板材对应的组织和性能,确定不同终轧温度对应的最佳退火工艺制度;热轧终轧温度约低于275℃时,退火温度至少为300℃,基本完成再结晶,退火温度达到500℃以上时,发生完全再结晶;热轧终轧温度为高于320℃时,退火温度为500℃以上,其板材达到更优异的O态组织和性能;600℃退火的板材均发生组织过烧。

表面处理对5083铝合金板胶接性能的影响

以α-氰基丙烯酸酯类瞬干胶为胶粘剂,采用剪切试验、接触角试验和扫描电镜观察系统研究了丙酮简单清洗、喷砂处理、阳极氧化处理以及偶联剂处理对5083铝合金板胶接接头剪切强度的影响。结果表明:经简单清洗后,所得胶接接头的剪切强度最低;在附着力和机械啮合的共同作用下,喷砂处理和阳极氧化处理胶接接头的强度得到了提高,其中阳极氧化处理的效果最为明显,与简单清洗胶接接头相比,剪切强度提高了223.1%;胶接前适当使用偶联剂可以使简单清洗和喷砂处理胶接接头的剪切强度提高,在该试验条件下,KH-550偶联剂体积分数为5%时,胶接接头的剪切强度均达到了最大值;但偶联剂使阳极氧化处理形成的纳米小孔不能发挥机械啮合作用,所得胶接接头的剪切强度相比未使用偶联剂的反而降低。

5083铝合金热轧板研究

针对5083铝合金铸锭热轧时出现的开裂缺陷,研究了钠脆机理,分析了钠的来源,给出了解决办法;应用正交设计实验,解决了规定非比例伸长应力不稳定难题;研究了腐蚀机理,提出了提高抗蚀性能的手段。

轴肩下压量对5083铝合金板搅拌摩擦焊接头性能的影响

采用不同轴肩下压量进行了汽车5083用铝合金板的搅拌摩擦焊接,并进行了焊接接头的室温拉伸性能和冲击性能测试与分析。结果表明,随轴肩下压量从0逐渐增加到0.3 mm,接头室温拉伸性能和冲击性能均先提高后下降。与下压量为0相比,下压量为0.2 mm时,接头抗拉强度增大了75 N/mm^2,屈服强度增大了39 N/mm^2,断面收缩率增大了11.8%,冲击吸收功增大了25 J。轴肩下压量优选为0.2 mm。

焊接速度对厚板5083铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响

对厚度12 mm的5083铝合金板材进行搅拌摩擦焊对接试验,在旋转速度为600 r/min的条件下,对比研究焊接速度为100 mm/min和300 mm/min时的对接接头的宏观形貌及微观组织、力学性能、断裂形式的差异。结果表明,当焊速为100 mm/min时,洋葱环间距较小,焊接接头内无明显缺陷,力学性能接近母材,能获得质量较高的焊接接头,断裂位置发生在热影响区,模式为韧性断裂;当焊速为300 mm/min时,洋葱环间距较大,接头根部出现未焊合缺陷,严重降低接头力学性能,断裂位置发生在焊核区,断裂模式为韧-脆性混合断裂。

船用5083-H321铝合金板生产工艺研究

分析了5083铝合金半连续铸造的铸锭经双级均匀化处理后的组织变化,研究了热轧、冷轧、退火工艺参数对5083-H321铝合金板力学性能、微观组织及耐腐蚀性的影响。结果表明:为满足力学性能要求,热轧和冷轧分别保留了纤维状组织;热轧纤维状变形组织易引起剥落腐蚀倾向,冷轧小压下量条件下压延组织提高了晶界活性,易发生晶间腐蚀;接近250℃的高温回复退火作为脱敏处理方法,在不大幅降低轧制后合金性能的同时可提高合金的耐腐蚀性。6 mm厚的5083-H321铝合金板材生产工艺:260℃热轧终轧温度生产的热轧卷250℃进行脱敏处理;3 mm厚的5083-H321铝合金板材生产工艺:330℃终轧温度生产的5 mm厚热轧卷,经40%加工率冷轧到成品厚度,250℃再进行脱敏处理。

5083-H111铝合金轧制板焊接性能及组织研究

随着铝合金轧制板材的广泛应用,轧制板材的焊接性能也成为关注的热点。通过对焊后试样进行拉伸、弯曲和硬度试验以及显微组织观察试验,研究了铝合金5083-H111(5 mm)轧制板的焊接性能。试验结果表明,确定焊接接头性能良好,满足检验标准要求,且热影响区(HAZ区)不存在明显的软化区,验证5083-H111材质的轧制板材最佳焊接工艺,为生产此类材质产品提供依据。

中铝5083铝合金板填补国内空白

近日，由中铝公司研制完成的5083铝合金超塑板通过中国有色金属工业协会成果鉴定。该项成果填补了国内空白，材料高温超塑性达到国际先进水平。该成果通过添加微量元素、进行分级均匀化处理、优化轧制工艺、控制成品板材的组织及析出相的形态和分布等措施，显着提高了5083合金板材的高温超塑性能，生产的材料优于进口板材，并实现稳定批量供货。产品已成功应用于伦敦地铁列车，具有广阔的应用前景。

CC5083冷轧板电阻炉快速加热再结晶退火得等轴晶

CC5083铝合金冷轧板经过电阻炉常规再结晶退火后组织晶粒粗长而影响性能。采用发明工艺电阻炉到温入炉快速加热1 h再结晶退火试样,经偏光金相观察获得的组织晶粒呈等轴、细小,此等轴、细小晶粒组织对性能有利;利用电子背散射技术观察再结晶晶界及晶内分布细小、弥散第二相,经X-射线衍射检测第二相为Mg5Al8。获得等轴、细小再结晶晶粒的机理是到温入炉快速加热再结晶退火时形核率高,再结晶晶界上弥散分布的细小第二相Mg5Al8颗粒阻止再结晶晶粒长大;铝合金基体中保持细小弥散的第二相有利于获得等轴细小再结晶晶粒。电阻炉到温入炉快速加热再结晶退火工艺适于CC5083铝合金冷轧板工业应用。

基于材料优选的铝合金油箱端板整体成形技术研究

针对铝油箱端板在成形过程中存在着合格率低、开裂倾向大、外观质量差等问题,选用5A06和5083两种铝合金板作为试验材料,并对其进行组织和理化性能分析;采用Dynaform软件对端板成形工艺进行模拟仿真,对压边力、凹模圆角半径、摩擦因数等关键工艺参数进行优化;提出了基于整体成形的端板成形工艺方案,并进行实际试模验证.结果表明:5083铝合金所制端板无成形开裂风险,满足整体成形技术要求.整体成形工艺可有效提升异形端板的刚度,实现端板结构的完整性.

5083厚板TIG焊焊接工艺研究与应用

介绍了铝合金厚板(δ=28mm)TIG焊对接焊缝的工艺研究及应用。分析了大厚度5083材料的焊接工艺特点,采用合理的坡口形式,经过焊接工艺评定取得了较合理的工艺参数,最终焊制出了满意的焊接接头。

5083铝合金厚板超窄间隙光纤激光焊接接头组织与性能

铝合金厚板由于焊接难度大、效率低和变形大等问题使其难以得到广泛应用。利用厚板超窄间隙激光焊方法及IPG公司YLS-6000光纤激光器焊接了25mm厚的5083铝合金厚板,并利用光学显微镜、扫描电镜和低温拉伸试验机分析了接头组织及低温性能。结果表明,超窄间隙激光焊方法可得到成形良好无明显缺陷的焊接接头,焊缝由7层构成,上下宽度一致且小于4.5mm。焊缝组织为细小柱状晶且均匀分布有不连续的点状析出物。热影响区晶粒并无明显长大,有部分析出物析出。焊缝与母材显微硬度相当,热影响区软化现象不明显。在273K、243K、213K及183K温度下焊接接头抗拉强度与屈服强度随温度降低略有升高,且与母材强度相当。接头弯曲试样弯曲180°后缺陷较少,焊缝塑性较好。

5083铝合金厚板超窄间隙激光填丝焊成形缺陷研究

针对5083铝合金厚板激光焊接中易出现的未熔合倾向和气孔缺陷问题,利用光纤激光对厚度为20mm的5083铝合金进行了超窄间隙填丝焊接试验。分析了激光功率、焊接速度和送丝速度对未熔合倾向和气孔缺陷的影响。结果表明,增加激光功率、减小焊接速度或送丝速度将会减小未熔合倾向;气孔缺陷将随激光功率和焊接速度的减小而减小,随送丝速度的增加先减小后增大。采用优化的工艺参数,即光丝间距为+1 mm、焊接速度为0.42m/min、激光功率为3.8kW、送丝速度为3.5m/min、离焦量为+20mm,实现了深度为17mm的超窄间隙坡口的5083铝合金激光填丝焊接,焊缝无未熔合缺陷,气孔率减小至0.25%。

厚板5083铝合金搅拌摩擦焊接头沿厚度方向组织与力学性能

目前,国内外对100 mm以上厚度的铝合金搅拌摩擦焊研究较少。针对110 mm厚5083铝合金(o态)板材进行搅拌摩擦焊双面对接试验。焊后试样进行焊缝表面渗透检测、接头力学性能检测,对焊缝横截面、拉伸试样断口进行光学显微镜金相组织观测、扫面电镜观测。结果表明,试验所得焊接接头质量良好,焊缝表面无渗漏,焊缝内部没有孔洞、隧道等缺陷;试样抗拉伸强度平均值达到母材的98%以上,屈服强度平均值达到母材90%以上,伸长率平均值分别达到母材的75.5%和82.4%,抗拉伸强度沿厚度方向呈现先降低后升高的“V”型趋势;焊缝横截面微观组织无缺陷,晶粒分布均匀并有Mg元素富集相析出;接头断裂机制为混合断裂,从焊缝表面至底部,断裂机制由韧性断裂向脆性断裂趋势发展。试验将110 mm厚铝合金搅拌摩擦焊接头沿厚度方向进行性能分析与研究。

5083铝合金铸造板缺陷分析及预防措施

针对5083铝合金铸造板进行阳极氧化后,在铸锭横截面产生的色差问题,采用氧化试验比较不同铸造温度和铸造速度对氧化色差的影响,采用水浸式超声波C扫描检测设备对方铸锭进行检测。在不同位置取样,采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪对缺陷进行分析。结果发现,色差区域在方铸锭的1/3~1/4厚度层之间,产生色差与正常区域相比存在较大程度的成分偏析、较粗大的金属化合物、较高的固体氢含量。经试验发现,适当提高浇注温度、减小铸造速度和降低熔体中氢含量,可有效改善铸造板在后续阳极氧化过程中形成的色差问题,提高铸件成品率。

铝材在超级游艇中的应用

2013年初意大利萨洛伦佐公司（Sanlorenzo SpA）为阿拉伯联合酋长国（UAE）前部长及副总统Sheikh Mo-hammed bin Rashid AI Maktoum制造了一条超级铝合金游艇（superyacht），长40m,艇身与上层结构都是用5083铝合金制造的。达到了力学性能与抗蚀性完美的结合，艇身用2m×6in板焊接而成，上部结构骨架由此种尺寸厚板切割成的小厚板焊接。