3004铝合金的应变时效强化

·22· 铝 加 工 技 术 1992年第 2期 螗 ，声曼 ，； ． 3004铝合金的应变时效强化 (美]H．D．Me chant等 r。＼盯。．，H 堑至 译 张育钦 肖立隆校 T 1‘￡- 对3004铝合金在冷轧和温轧过程 中的硬化进行 T研 究。发现 热轧过的旮金，在 动态应 变时效 (DSA)温度范围内进行温轧时对强度的提 高艰敏 感。铸键在低温下 均 匀化，热轧带进行短时预 先热处理，接 着快速冷却，在温轧DSA过程之 前 冷 轧 (或热轧)，使轧制板的强度提高 7 25~50％，虽然延性有些降低。 静态和动态应变时效是通过间隙式固溶 体 合金和替代式固溶体台金性能改变 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现出 来 的¨ )。应变时效的基本要求是t台金在 固溶处理条件下进行实验，并且在实验前、 实验中或实验后 存 在 组 织 上 的 不 稳 定 性 L8 ]。当过饱和台金在或接近时效 温 度 时进行变形，DSA过程会充分发生，第二 相 析出物使亚结构稳定并 提高强度而塑性损失 不大 。 应变时效在若千方面都具有工业意义。 它可能导致在冷变形操作时冷加工金属延性 和韧性下降，或者在压延操作时 出现难看的 应变条形标记。然而 ，静态 (SSA)和动态 (DSA)应变时效时的强化效果改 善 上 述 情况。在SSA时，压延 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 可以进行二次时 效，而DSA可 以用作预形变热处理 (TMT) 以提高室温性能。对于DSA，加工 硬 化 的 速度和程度是很高的，并且这个高的加工硬 化率将保留到较大的应变 ]。 最终的TMT包括小量的变形和 时 效 达 蓟硬状态的热处理 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 ，这个已被用到2000、 3000，5000和7000系合金上LJ “]。其 目的 是通过形成密集而均匀的位错网 来 增 加 强 度¨ )。对于7000系台金，为了使强度显著 提高，在热变形之前或之后进行预时效和二 次时效是很必要的 ”]。由于温加工比较 容易以连续的方式进行 ，所以在本文中，是 在DSA温度范围之上进行轧制 的，并 检 验 出室温强度随着压下量的增大而提高。 实 验 温轧实验是用3004合金热轧带材在25～ 860。C之间，从2．18～3。13ram厚开 始 轧 制 的。3．13ram厚的热带材在483℃下 退 火 2 小时，用水骤冷，以3Smm／s的速度经 9个 道扶轧到0．23ram厚。电阻加热的轧辊 保 持 在所需要的轧制温度下，在每个道次之前 ， 轧件迅速加热到一定温度，使轧制尽可能在 等温下进行 。 为了进一步增大温轧的敏感性，后来的 实验是在 用不完全均匀化 (510℃)的铸 锭 热轧的2．18ram厚的带材上进行的，温轧 操 作分为下列步骤t 1．在453℃预热 5分钟发生再结晶，使析 出物和溶质溶解。 2．在水里迅速急冷以保留潦质和析出捞 维普资讯 http://www.cqvip.com 1992年第2期 SO04铝合金的应壹时效强化 · ． 组织不变。 3．在轧制温度下预均热 5分钟以达到热 平衡。 4．调整选定的轧辗温 度，~35mm／s的 速度进行温轧。 5．在轧制温度下进行道敬间均热30秒使 达到热平衡。 6．重复第 4、 5步使尔后的轧制遭敬达 到9O 的总压下量。 在一组实验中，在470℃预处理后 的 急 冷，由在空气中或炉中的控制冷却所代替。 在 以后的一系列实验中，一个或更多的温轧 道次由室温轧制所代替。 为 了对 比，把3004合金铬轧带材中大部 分Mn保 留在固游状态下，以研究DSA强 化 作用。在铸造状态下，产生了巨大的DSA效 应 ，试样由于温轧过程中的脆化而裂开。然 而，在均匀化后可能获得更多的得到控制的 时效效应，但是，均匀化和轧翩之后析出明 显在继续，很难获得一致的强化效果。 结 果 退火之后采用迅速冷却和大的压下量使 3．13ram的3004热轧带通过温 轧 而 提 高 强 度 ，结果如表 1所示 最佳温轧温度大约是 135"C，比通过室温轧制获 得 的 强 度值 高 6O 。表 2对比了使用常规预热处理(400"C， 2小时，缓慢冷却)和 常 规 轧 制 (90％， 24℃)参数 同那些使用各种温轧相关 的参数 时的机械性能。在交货状态下热轧带有一个 贮存相当能量的典型的 热 轧 亚 晶 粒 结 构 ，在退火状态下，发生了完全再结晶。可 以看出，通过下列方法可进一步提高强度I a)增大轧糊压下量 b)提高退火温度 c)增加道次间退火 然而这些提高强度的方法都导致延性的 损失。 裹 1 9o％-；IK压下■对属■曩虚的嚣晴 - r ℃ 454℃×2小时 51o'c×2小时 454℃×2分 79 231N／m=。 267N／=m 0 267N／ram 107 334 286 札 0 135 419 494 4S5 163 375 360 368 191 277 27 寝 2 量轧对强度和瑶伸率的嚣囊 轧制温度 预先处理强度I"；／mm。 伸 长 率 压下量 Rp a-2 Rm U ) NU ) T 24 90 40 0℃ 2小时 280 294 1．4 1．4 2．0 24 90 无 308 322 2．2 1．1 8．喜 135 93 454℃ 2小时，W Q 417 468 1．0 2．0 8．0 135 93 510℃ 2小时，W Q 494 525 0．7 0．8 0．5 1 07 95 454℃ 2小时，W Q 503 556 I．0 1．0 2．0 191 95 无 611 770 1．0 1．5 2．5 ·， 0均 坷伸 长率 KU非均 匀伸 曲率 T盛伸 长事 维普资讯 http://www.cqvip.com 0· 铬 抽 芏 技 束 1992年第 2期 图1a示出了在25，9a，135，204和235"C轧 制温度下屈服强度的提高情况。在压下量相 对低时，强度有可能提高，图lb示出了8O 压下量的一个实例。为了清楚地加以说明， 把在135℃温轧所增加的强化与完全均 匀 化 的热轧带在通常缓慢冷却退火后 (400℃，保 温 2小时后缓慢冷却)的冷轧过程中的强化 进行对比，如图lc所示。 _ 嘶 l 舯 。 蘑 豳 图1a 在25，93，135，204和232℃时 轧制硬化曲线 图1b 轧制温度T对80 压下量时屈驻 强度 的影晌 图1c 在135℃温轧同通常蹲轧对 硬 度 提高的对比 压下量为90 ，在最佳的135℃温 轧 比 在25℃下冷轧时强度提高27 。稍高的冷轧 强度 (高于通常冷轧的)与完垒的铸锭均匀 化，以及短时预处理退火之后的迅速冷却有 关。图2a示出短时间退火后的空气冷却对轧 制强度的影响。要是损失了少量的强度，温 轧之前的第 1、 2步 (预处理和急冷)可以 省去。如图2b所示一样，省去了第一步 ，试 样未经退火就进行温轧。 重要的是应认识 到一旦被退火，试样必 须迅速冷却以达到最大强化效果。对于短时 退火之后的急冷 ，空气冷却和炉内冷却 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ， 其效果示于图 3中。作为对 比，也 示 出 了 “通常 砖轧的3004-H19的强度的 提 高 情 况。虽然短时退火后冷却速度的影响对冷轧 来说是很小的 (图2a) ，但对温轧却变得很 明显。实际上，对急冷试样 来 说，来 自 于 “通常的 及逐渐冷却的温轧试样的明显差 别 ，开始于约80 以上的压下量 。表 3总结 了在整个温轧 (A—F)处理下的形态对9O 压下量之后屈服强度的影响。只要遵循最佳 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 过程 ，无 论 如 何 都 能 达 到 320~454 N／ram 的强度水平。 I I 1 — f f 取 一： l l l I ： =}：； 胜。_--． 。 r_ 1 { l j。翟_F挈 口％ 图2a和b 顶处 理急冷对轧制硬化的影响 图2a 25℃时的蹲轧 图2b 135℃时的温轧 图 4示 出预处理的温度和时间(第一段) 对80 温轧压下量之后屈服强度的影响。低 温退火产生不完全结晶，并要求较长的保温 时间。大约3 4O℃以上产生完垒再结晶，温度 较高时，时间必须短一些。预处理温度时闯 i 0 5| s ∞口 l压 下量 ’ ％ 图 3 改进步骤 2 (预处理冷却遵匿)在DSA 加 工过程 的作j}3 埘举 寸 互1用1：的台 金用虚线 表示，没有数点作为比较 似 Ⅲ m 帅 啪 埘 辨 删 帅 帅 _喜 H 瑚 {毫 #喜 维普资讯 http://www.cqvip.com 19g2年第2期 5OO4铝合金的应变时效强化 。25· 15,改●温轧加工过程对90 压下■耐屈服蠢度的-喀响 改善工艺过程 省略步骤 改进步骤 Rp。．{N，mm 无 一 463 仅有温轧 A．B．C．E ～ 426 省去预处理 A B 一 407 冷轧 温 轧试 样 D 384 预均热和温轧 A．B．E 一 371 _ 省去道瑰前和之间均热 C E 一 370 空气j夸却 B 361 省 去道 次问均热 E ～ 358 省去预均热 C 一 356 玲轧、迅 速冷却 A．B．C．E D 鞋7 ～ 冷轧、逐 渐冷却 A．B．C．E D 322 )A．强址理4BB℃． 舒钟 B．急冲 C 顼坷热t 35℃- 5甘钟 D．在1 35℃程瓤 -35皿皿／s E．道 擞 阐 均 毒 I35℃ D秒 ～ ∞ 菩 ： ： 。 ％10 ● j_ ：?d 珈 ?0 卯0 图 4 预处理温度和时间对压下量8O％后强度 的影响。 过高和时间过长，会导致强度的明显下降。 温轧料的热稳定性是很好的，如图5a为83 压下量的示倒。在温轧温度下保持l5分钟， 屈服强度下降很少 (5％)。然而 ，对于在 DSA范围内的温轧料来说 ，由于保温造成 的 强度下降还伴随着延性的损失 ，看来这是由 于析出造成的，如图5b所示。 最佳温轧板 (在135℃)，具有热 稳 定 性 ，即使在高于温轧的温度下也是如此，如 图5c示出了232℃保温长达30分钟的情况。应 当指出压下量非常低或非常高 ，强度的下降 趋势都略有增加。对于压下量超过70 灼温 轧板来说 ，较长时间的保温会使强度下降较 少，这是因为再次析出引起的。因此很清楚， DSA处理过的材料的延性不能轻易 通 过 目 t5 H ∞ 。 " 目 6 0 l I J } r ／J —-== — = l 、 l 一30～一’ 【 l i 压 下 量 ％ ● b 图5a～ DSA处理台金 在韶 下轧制舶热稳定 缝 图5a，在温轧温度保温时对屈腰 强度的 影响 ． 图5b=在温轧温度保温时延伸率的下降 图5e，135℃DsA处理台金在232℃保温时的 届 服 强度 下降 维普资讯 http://www.cqvip.com · B· 错 加 工 按 米 1902年第 2期 复退火而提高 ， 也如此。 即使在损失一部分强度之后 度。 由于在DSA范围内的温轧往往 会 使 位 错分布不规则而提高了位错密 度 ”。曾尝 试把温轧和冷轧压下量混合，以抵消冷轧过 程中机械性能回复的倾向。囤6a示出一个 6 道次，87 压下量的顺序。单纯 冷 轧 产 生 322N／mm。的屈服强度，最佳条件下的单纯 温轧产生420N／ram。的屈服强度。当温轧后， 接着冷轧时，屈服强度随着冷轧道次次数的 减少而逐渐升高，但达不到通过完全温轧而 获得的水平。例如，包带 4个遭次温轧 ，再 接着两个道次冷轧的顺序可产生355N／mm 的屈服强度，小于 6个温轧道次 所 获 得 的 420N／mm。冷变形引起机械回复，使得在最 后的几个道次中，明显未能达 到 其 全 部 强 温轧道次跟在冷轧道次后，情 况就稍有 区别。图6b和6c示出了总压下量80 (6个 道次)和90 (8十道次)的结果。 4个冷 轧道次，再加上两个温轧道次 ，压下量为80 的加工 (图6b)，以及 7个冷轧道次再加上 一 个温轧道次，压下量为90％ (图6e)}所 产生的屈服强度水平接近于全部 温 轧 的 水 平。实际上 ，对于90 压下量的工艺来说， 4个冷轧道次再加上 4个温轧道次，就屈服 强度而定，可产生叠加作用，略高于 8个温 轧遭次所产生的效果。这些结果表明，利用 DsA产生强化的加工方法比较容易。最后一 个或两个道次采用温轧 ，在所有方法中最容 易产生高的强度。 目 al在拎轧前温轧87 的总压下量 圈6b和口 温轧前睁轧 (b)8o筘总压下t和 (c)9。 总压下t 图6a～c 混和温轧和冷轧压下量对DSA处理台盒屈服 强度的影响 讨 论 对于迄今所讨论的铸造舍金锭来说，如 果合金元素中至步一种过饱和，并且能够在 铸造过程中析出，那么，就可 发展 对DSA 敏感的组织预处理。由DSA引起的强度提 高 所必要的过饱和度并不大。另一方面，对于 带式铸造合金来说，溶质过饱和度大得多， 困为铸造过程中的冷却速度要高出 2— 3个 数量级。然而，铸造态带材的DSA处理却 是 一 个很困难的问题 ，除非通过预先热处理减 少过饱和 ” ”。即使这样，带材在 组 织 上也处于不稳定状态，并且工艺参数需要特 别控制以获得有意义的结果。 图 7示出含约0、1 5 Cr的3004舍 金 连 续铸造带材的例子。带材迅速加热到均匀化 温度，空气中冷却，冷轧，迅速加热到退火 温度，空气中冷却，冷轧。监测了冷轧板随 着均匀化后和冷轧后学 留时间延 长 的45。制 耳率。图7a示出制耳值随着均匀化后的时间 升高的趋势，图7b示出冷轧后随时间延 眭的 相似性能(均匀化后保持24小时)。看来，对 于这种组织不稳定的舍金来说 ，在 室温下不 断析 出，并且影响轧制板的各向异性。 对于钢铝复台板也有同样的性能 ”。 SSA和DSA对随后冷轧和退火过程中织构发 展的影响提高‘ V(。。。)X射线衍 射 强 度 维普资讯 http://www.cqvip.com 1992年第 2期 3004船台盒的应变时效强化 毋 ● 孽 ■ ■ 图7a和b：时散对带 式铸造，均 匀化、冷轧．退火和冷轧台盎的45‘制耳的 影响 圈 B-均 匀化后 时敢 时阿 圈 -中 间持 轧后 的时 敢时 闻- 均 匀化 和 退出 温崖 快建 加热和盎行空气斥● 比 这种性能看来 同冷轧和退火之前应变时 效过程中A1N析出物的临界尺寸 和 分 布 有 关。细小析出物的分布能够有效地抑制亚晶 界 ，可以认为是由于消耗具 有 (200)取 向 的晶粒，而提高具有 (222)取向晶粒 的 再 结晶比例。 结 论 在最佳的成分和组织条件下 ，3004台金 在DsA处理强度可提 高25~50 。具 体 来 说： — — 在仅有有限过饱和的初始条件的材 料 (热轧带)中，能够提高强度。 — — 对高强度敏感的组织状态是同时存 在着一个临界尺寸的弥散组织，重叠在轮廓 分明的位错嗣亚结构中 — — 如果存在着理想的弥散物、过饱和 最初条件 ，以及位错结构 (在热轧带上)， · 27· 那么在DSA范围内单一的温轧就可 以产 生 强化 — — 通过一个能使弥散和过饱和条件最 佳化的合适的预处理 ，可进一步提高热轧带 的温轧效果 — — 冷轧一种接近于最佳结构的合金， 仅在一定程度上提高强度 (如果与一种最初 设有最佳结构和过饱和的舍金相比)。 — — 在温轧后强度的提高伴 随 着廷’性 (延伸率)少许下降。 — — DsA提高的强度对回复型的热处理 来说，比较稳定。然而，它使延性进一步损 失。 — — 如果存在着大于最佳过 饱 和 的 状 态 (就象带式铸造带材一样)，对获得临界 弥散／位错结构的要求就大为改变了。 文献 (喀) 坪自 ~ALUMINIuM 1991 No．5 275_2B1 维普资讯 http://www.cqvip.com