鋁箔退火時(shí)組織與性能變化

1、19983 53鋁箔退火時(shí)組織與性能變化周江左宏卿（東北輕合金加工廠黑龍江省哈爾濱市150060）:退火是鋁箔生產(chǎn)的主要工序?yàn)榱吮ＷC箔材工序質(zhì)量與成品性能拿握鋁箔退火時(shí)的 組織性能變化規(guī)律至關(guān)重要。本文實(shí)驗(yàn)研究了鋁箔坯料及不同厚度鋁箔退火時(shí)的組織性能 變化過(guò)程測(cè)定了再結(jié)品溫度并通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的綜臺(tái)分析找出了由于俏材厚度變* .退 火時(shí)存在與板材不同的性能變化規(guī)律具有明顯的厚度枚應(yīng)。:鋁箔退火組織性能再結(jié)品© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 19983

2、#© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 19983 #鋁箔生產(chǎn)過(guò)程中通常要經(jīng)為坯料追火 間退火和成品退火三個(gè)退火工序。經(jīng)熱軋、冷 軋成0. 35mm0. 7mm帶卷作箔材坯料，生產(chǎn) 鋁箔時(shí)除非生產(chǎn)成品厚度大于0.08mm的純 鋁箔在鋁箔軋制前應(yīng)進(jìn)行坯料退火坯料退火 為完全退火通過(guò)再結(jié)晶消除生產(chǎn)坯料的冷變 形過(guò)程產(chǎn)生的冷作硬化以利于箔材軋制生產(chǎn)。 生產(chǎn)厚度小干0.01mm的鋁箔時(shí)必須進(jìn)行疊 軋,為了減少疊軋時(shí)斷帶并提高成品率疊軋前 有時(shí)還要進(jìn)行中間退火。中

3、間退火為恢復(fù)退 火，耍求嚴(yán)格控制退火溫度使退火后不發(fā)生再 結(jié)晶而塑性稍有提高。當(dāng)用戶需要O狀態(tài)鋁 箔時(shí)最終的鋁箔還要進(jìn)行成品退火，使之達(dá)到 完全再結(jié)晶的軟化狀態(tài)。因此為了優(yōu)化鋁箔生產(chǎn)工藝提高產(chǎn)品質(zhì) 量,必須進(jìn)行鋁箔坯料退火再結(jié)晶溫度的測(cè)定 和不同厚度鋁箔退火時(shí)的組織性能變化的研 究。1試驗(yàn)方案1.1試驗(yàn)采用1060純鋁.試樣成分見(jiàn)表1。1 牌化學(xué)成分/%對(duì)應(yīng)號(hào) Si尺 Cu 1n 心 M Zn Ti 舊牌號(hào) 1060<0.01 <0.02 <002 <002 v002 v001 L2鋁箔坯料由300mm扁錠熱軋成9mm厚 板然后直接冷軋成0. 58mm厚的冷軋板。冷 軋

4、板變形程度為92 %0坯料經(jīng)400 °C. 1小時(shí)退火后，由箔材軋機(jī) 軋制成 0- 2mm、0. 065mm >0. 032mm>0. 016mm 和0.007mm等五種厚度箔材。這些箔材的變 形程度分別為64%、89%、94%、97 %和99%。 0. 007mm鋁箔按雙合軋制工藝生產(chǎn)雙合軋制 前未進(jìn)行中間退火。試驗(yàn)試樣在退火前的鋁箔坯料和五種厚度 的箔材中切取。1.2為了獲得鋁箔退火時(shí)組織性能變化的全過(guò) 程退火溫度選用 140 °C. 180 9、200 9、220 9、 240 °C、260 °C、280 9、300 °C、3

5、50 °C、400 £ 和 500啓11個(gè)溫度。試驗(yàn)時(shí)采用空氣爐加熱, 隨爐升溫保溫1小時(shí)。1.3鋁箔坯料和不同厚度箔材退火前和經(jīng)不同 溫度退火后分別進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試、顯微組織 檢査和X光再結(jié)晶測(cè)定。然后根據(jù)測(cè)試的退 火軟化曲線、金相偏光照片和X光再結(jié)晶測(cè)定 結(jié)果綜合分析確定每一厚度箔材的再結(jié)晶溫度 范圍。包括再結(jié)晶開(kāi)始溫度和再結(jié)晶終了溫 度。顯微組織檢査試樣經(jīng)氧化上膜后在偏光下 進(jìn)行巳完全再結(jié)晶的試樣還測(cè)量了晶粒大小,© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All right

6、s reserved, 19983 #© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, #19983以確定再結(jié)晶晶粒尺寸與退火溫度之關(guān)系。鋁2.1箔坯料和等干或大于0. 065mm箔材檢査試樣鋁箔坯料和鋁箔退火時(shí)的力學(xué)性能見(jiàn)表縱斷面，更薄的箔材檢査試樣表面。2 o2試驗(yàn)結(jié)果力學(xué)性能變形程度厚度 指標(biāo)冬mm退火涅1度/ r未退火14018020022024026()280300350400500990.007129159127102112877548413735970

7、.01617513012412311696544747442929n u/ M pn940.03217216513313512389646153585047v y ivj ra640. 2014815114712512274656765656561920. 5818217716515915114213111282817978890. 851541451421361371191036957565747990.0070.30.50.50.40.60 60.90.91.01.00.6970.0160.40.40.50.60.6181.71.72.72.73.01.9940.0320.70.40.30

8、.40.92 44. 14.64.04.03.52.6O/ 7T640. 202.01.81.81.52.825.833130.031.530.232.326920. 585.74. 12.84.03.35 610.327.550.850.04852890. 851.71.21.41.52.0194.76.36.36.36.24.0© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, #19983© 1994-2007 China Academic Journ

9、al Electronic Publishing House. All rights reserved, 5519983圖1是根據(jù)鋁箔退火時(shí)的力學(xué)性能數(shù)據(jù)繪 制的軟化曲線圖2為厚度分別為0.2、().065、 0. 032 >0. ()16、(). 007mm 鋁箔的軟化曲線。1 1060(0.58mm,92 %)2.2當(dāng)退火溫度在240 °C以下時(shí).鋁箔坯料的 顯微組織為典型的變形纖維組織。260退火. 在變形纖維基礎(chǔ)上開(kāi)始出現(xiàn)細(xì)小再結(jié)晶晶芽 表示材料巳經(jīng)開(kāi)始再結(jié)晶。此后隨退火溫度 升高變形纖維逐漸減少，再結(jié)晶晶粒隨之增 加。300 Q退火時(shí).變形纖維巳全部被再結(jié)晶組 織所代

10、替。再提高退火溫度組織變化不明顯, 直至500 °C.晶粒尺寸稍有長(zhǎng)大。0. 2、0. 065、0.032、0.016 和 0. 007mm 厚 度的鋁箔退火時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)的再結(jié)晶晶芽的溫度 分別是 220 °C、24() °C、22O °C、22O °C和 200 °C.變 形纖維完全被再結(jié)晶晶粒取代的溫度為260 °C、3()() °C、26() °C、280 °C和 300 °C。所有不© 1994-2007 China Academic Journal Electroni

11、c Publishing House. All rights reserved, 19983 #織,纖維組織由熱軋終了時(shí)產(chǎn)生的再結(jié)晶晶粒 或亞晶粒經(jīng)冷變形時(shí)沿主變形方向拉長(zhǎng)而形 成。220 退火后纖維組織邊界由平直狀態(tài)變 成鋸齒狀纖維內(nèi)部形成個(gè)別孤立的再結(jié)晶晶 粒或亞晶表示再結(jié)晶巳經(jīng)開(kāi)始。240 火后 大部分變形纖維組織巳被再結(jié)晶晶粒所取代， 但是值得注意的是少數(shù)變形纖維組織形態(tài)還隱 約可見(jiàn)，而且部分再結(jié)晶晶粒還保留著形成這 些晶粒的變形纖維的方向，表現(xiàn)為照片中所見(jiàn) 的相同色澤再結(jié)晶晶粒沿主變形方向呈行分 布。這種組織特征玄覗再結(jié)晶程度很大但還 未憲全百結(jié)晶。2C0 QE火時(shí)，全部為再結(jié)晶晶

12、粒，晶?；緸榈容S形，方向性巳不明顯，表明 箔材匕完全再結(jié)晶。© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 19983 #© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 19983 572 1060a箔厚0. 2mm .變形程度64 % :b厚0. 065mm變形程度89 % : c 厚0. 032mm 變形程度94 % : d 厚

13、0. 016mm 變形程度97 % : e 厚0. 007mm 變形程度99 %。同厚度的鋁箔退火時(shí)的顯微組織特征及變化規(guī) 律均與鋁箔坯料退火時(shí)相同。圖3為0.2mm 鋁箔退火時(shí)的顯微組織。從圖中可以看出， 0. 2mm厚的鋁箔退火前為典型的變形纖維組31060(0.2mm), 100a 一退火變形纖維組織；b 20 P退火.開(kāi)始再結(jié)晶組織：c 40 火再結(jié)晶接近完成時(shí)組織: d 60 °0退火完全再結(jié)晶組織。2.3 X所有試驗(yàn)試樣均進(jìn)行了 X光再結(jié)晶測(cè)定, 對(duì)箔材再結(jié)晶程度的測(cè)定結(jié)果與顯微組織檢査 結(jié)果一致。2.4根據(jù)退火軟化曲線，顯微組織檢查和X光 再結(jié)晶測(cè)量結(jié)果的綜合分析，確定

14、1060鋁箔坯 料和鋁箔的再結(jié)晶開(kāi)始溫度、再結(jié)晶終了溫度 如表3所示。表中可看出，鋁箔坯料和鋁箔的再結(jié)晶溫度范圍為260 °C-300 £隨著鋁箔厚 度的變化再結(jié)晶溫度范圍也有變化。但其規(guī) 律性不明顯。31060材料種類鷲變形枚度%再結(jié)晶開(kāi)始溫度 r再結(jié)晶終了溫度 c偲佰坯料058922603000.2642202600.06589240300鉗箔0.032942202600.016972202800.007992003002.5鋁箔退火時(shí)完全再結(jié)晶后的晶粒大小見(jiàn)表 4和圖4。從中可知，變形程度為64 %的 0- 2mm箔材退火后再結(jié)晶晶粒較大變形程度 為89 %的0.06

15、5mm厚度的鋁箔.再晶晶粒不 到前者的一半，隨后箔材厚度繼續(xù)減小，直到 0- 007mm時(shí)再結(jié)晶晶粒不再減小始終保持 0. 05mm 水平。41060厚度/ mm0.20.0650.0320.0160.007變形程度/ %6489949799晶粒大小/ mm0. 120.050.050.050.05410603分析與討論3.1在諸多因素相同時(shí),鋁箔再結(jié)晶溫度取決 于厚度和變形程度。兩者對(duì)再結(jié)晶溫度影響不 盡相同。變形程度小時(shí)，再結(jié)晶開(kāi)始溫度和終 了溫度都比較高、而且溫度范圍較大。變形程 度增大時(shí)再結(jié)晶開(kāi)始溫度和終了溫度都下降, 二者彼此接近。變形程度大于70 %80 %時(shí), 再結(jié)晶溫度的變化微

16、乎其微。厚度對(duì)再結(jié)晶溫 度的影響主要取決于表面層占鋁箔厚度的比 例。箔材越薄表面層所占比例越大，影響也越 大。箔材表面層的表面能和表面層較大的變形 程度使表面層產(chǎn)生不同于箔材內(nèi)層的再結(jié)晶 行為影響箔材再結(jié)晶過(guò)程。一般而言箔材再 結(jié)晶比原材料快至于箔材厚度對(duì)再結(jié)晶溫度 的影響規(guī)律，還未見(jiàn)報(bào)道。由于箔材再結(jié)晶行為同時(shí)受厚度和變形程 度的影響而二者又有各自不同的影響規(guī)律因 而試驗(yàn)的五種厚度和變形程度的鋁箔再結(jié)晶開(kāi) 始溫度和再結(jié)晶終了溫度沒(méi)有明顯規(guī)律。3.2在表2列出的力學(xué)性能數(shù)據(jù)中抽出各種 厚度箔材退火前的抗拉強(qiáng)度與伸長(zhǎng)率以及完 全再結(jié)晶后直至400 °C退火時(shí)的力學(xué)性能數(shù) 據(jù)，計(jì)算出箔材

17、完全再結(jié)晶溫度與400 9之間 各溫度退火后的力學(xué)性能平均值作為箔材退火 力學(xué)性能指標(biāo)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)畫(huà)出箔材冷變形 狀態(tài)和退火狀態(tài)下箔材變形程度與力學(xué)性能關(guān) 系曲線，如圖5所示。由圖可知鋁箔冷變形狀 態(tài)下變形程度與力學(xué)性能之間關(guān)系符合眾所周 知的規(guī)律即隨變形程度增加抗拉強(qiáng)度逐漸增 加伸長(zhǎng)率相應(yīng)減少。這些箔材退火狀態(tài)下的 力學(xué)性能變化規(guī)律則具有與板材不同的特點(diǎn)。 隨著厚度減小與變形程度增加抗拉強(qiáng)度與伸 長(zhǎng)率同時(shí)下降.特別是伸長(zhǎng)率,下降特別顯著0 箔材的這一特性即為表面效應(yīng)對(duì)力學(xué)性能的顯 著影響所致。51060© 1994-2007 China Academic Journal Elec

18、tronic Publishing House. All rights reserved, 19983 59© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 19983 #© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 19983 #淬火工藝對(duì)2017A管材晶間腐蝕的影響李廣宇(東北輕合金加工廠黑龍江省哈爾濱市150060):品間腐蝕是

19、影響2017A臺(tái)金在航空工業(yè)上應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題之一。通過(guò)正交試臉?lè)▽?duì) 2O17A合金的淬火工藝制度進(jìn)行了研究。推薦了新用途下臺(tái)理的淬火工藝各因索最佳水平 組臺(tái)可以避免2017A臺(tái)金產(chǎn)生品間腐蝕并滿足使用要求。:2017臺(tái)金淬火工藝品間腐蝕轉(zhuǎn)移時(shí)間強(qiáng)化相© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 19983 #© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All right

20、s reserved, 19983 #2017A合金是一種可熱處理強(qiáng)化的A1亠 Cu "Mg系合金.與我國(guó)的L Yl 1合金及前蘇聯(lián) 的D1合金相類似，為中等強(qiáng)度的硬鋁.是應(yīng)用 較早、較廣泛的變形鋁合金之一。2017合金抗蝕性差，特別不酎海水腐蝕。 在大氣中的抗蝕性中等。在潮濕空氣中和電解 質(zhì)溶液中有晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂傾向。為 此對(duì)其板材一般都采用兩面包覆純鋁層的方 法進(jìn)行陰極保護(hù)但對(duì)管、棒、型材不可能用此 方法解決晶間腐蝕問(wèn)題，因此仍有進(jìn)一步研究 的必要。近年來(lái).我廠承擔(dān)了 2017A合金®36mm XI min等規(guī)格管材的試制任務(wù)該管材用于某 型號(hào)飛機(jī)操縱系統(tǒng)的拉桿.因此對(duì)其抗蝕性特 別是晶間腐蝕性能的要求就很嚴(yán)格。按我廠現(xiàn) 行的常規(guī)熱處理工藝該管材在試制檢驗(yàn)過(guò)程 中經(jīng)常出現(xiàn)晶間腐蝕不合格的問(wèn)題無(wú)法滿足 該型號(hào)飛機(jī)的特殊要求所以有必要對(duì)2017A 合金管材的熱處理工藝再進(jìn)行深入研究。1試驗(yàn)用料本試驗(yàn)的試樣取自裝機(jī)用2017A管材的 試生產(chǎn)料(中36mm XI mm) 0合金成分范圍按 有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定(): Cu 3.54. 5: Mg 0.40 1.0 ;Fe 0.7; Si 0.200. 8;Zn 0. 25;Cr 0. 10; (Ti + Zr) 0.25;其他