对轧制协同热处理对7055铝合金性能的影响探讨.pdf
《对轧制协同热处理对7055铝合金性能的影响探讨.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《对轧制协同热处理对7055铝合金性能的影响探讨.pdf(3页珍藏版)》请在文库网上搜索。
1、世界有色金属2023年8月上10冶金冶炼Metallurgical smelting对轧制协同热处理对7055铝合金性能的影响探讨陈纪强,冯伟骏,赵明伟(宝武铝业科技有限公司,河南 三门峡 4 7 2 0 0 0)摘 要:本文主要讨论了运用轧制协同热处理技术加工7 0 5 5 铝合金时对其性能的影响规律。介绍了轧制工艺和热处理,并通过实验分析,探究了温轧、时效作业和固溶处理对铝合金性能的实际影响。实验结果表明,多级固溶处理对7 0 5 5 铝合金轧板的力学性能优化具有较大贡献。此外,在常规固溶处理的基础上,采用温轧作业配合人工时效的方式,可以进一步优化材料整体的力学性能。关键词:7 0 5 5
2、 铝合金;轧制工艺;热处理;固溶中图分类号:T G 1 4 6.2 1 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 2-5 0 6 5(2 0 2 3)1 5-0 0 1 0-3Discussion on the Effect of Rolling Collaborative Heat Treatment on the Properties of 7055 Aluminum AlloyCHENJi-qiang,FENGWei-jun,ZHAOMing-wei(B a o w u A l u mi n u m I n d u s t r y T e c h n o l o g y C o.,L t d
3、,S a n me n x i a 4 7 2 0 0 0,C h i n a)Abstract:T h e a r t i c l e ma i n l y d i s c u s s e s t h e i n f l u e n c e o f r o l l i n g c o l l a b o r a t i v e h e a t t r e a t me n t t e c h n o l o g y o n t h e p r o p e r t i e s o f 7 0 5 5 a l u mi n u m a l l o y w h e n p r o c e s s
4、e d.B r i e f l y e x p l a i n t h e r o l l i n g p r o c e s s a n d h e a t t r e a t me n t,a n d u s e e x p e r i me n t a l a n a l y s i s me t h o d s t o e x p l o r e t h e a c t u a l e f f e c t s o f w a r m r o l l i n g,a g i n g o p e r a t i o n,a n d s o l u t i o n t r e a t me
5、n t o n t h e p r o p e r t i e s o f a l u mi n u m a l l o y s.T h e e x p e r i me n t a l r e s u l t s i n d i c a t e t h a t f o r 7 0 5 5 a l u mi n u m a l l o y r o l l e d p l a t e s,mu l t i-s t a g e s o l i d s o l u t i o n t r e a t me n t h a s a s i g n i f i c a n t c o n t r i b
6、 u t i o n t o t h e o p t i mi z a t i o n o f t h e i r me c h a n i c a l p r o p e r t i e s.A t t h e s a me t i me,o n t h e b a s i s o f c o mp l e t i n g c o n v e n t i o n a l s o l i d s o l u t i o n t r e a t me n t,u s i n g w a r m r o l l i n g o p e r a t i o n c o mb i n e d w i
7、t h a r t i f i c i a l a g i n g i s mo r e c o n d u c i v e t o o p t i mi z i n g t h e o v e r a l l me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f t h e ma t e r i a l.Keywords:7 0 5 5 a l u mi n u m a l l o y;Ro l l i n g p r o c e s s;He a t t r e a t me n t;S o l i d s o l u t i o n收稿日期:2 0 2 3
8、-0 5作者简介:陈纪强,男,生于1 9 8 8 年,汉族,河南信阳人,本科,工程师,研究方向:铝合金压延及热处理。7XXX系列的铝合金材料在强度与刚度、密度等方面都有良好的性能表现,而且其加工性突出,如今在诸多工业领域中都实现了大量运用。7055铝合金属于目前强度较大的一种商用材料,通过探讨对其力学性能的影响,对扩展该类高性能材料的实践适用范围具有一定的促进作用。1 轧制工艺与热处理1.1 轧制工艺目前存在两种主要的轧制工艺,即对称轧制和非对称轧制。对称轧制是最基本的形式,因为在加工过程中,轧板整体受力均匀,不容易产生弯曲。然而,当轧板自身较厚时,由于摩擦力的影响,会出现表层和附加区域的剪切
9、变形,而中心区域则主要受到平面压缩应变的影响,轧板变形分布保持对称状态1。此外,对于较薄的轧板,剪切变形可以延伸至中心区域,从而解决某些铸造缺陷并保持组织结构的均匀性。非对称轧制引入了一些不对称因素,实际操作方式可分为两类:一是通过改装轧机,调整轧辊尺寸、水平位置和转速等;二是利用改装轧辊,调节其粗糙度和热扩散系数等。对称轧制期间产生的变形区域在非对称轧制中被称为“搓轧区”。然而,在非对称轧制中,由于很难精确控制板形,弯曲的可能性增加,因此尚未广泛应用。目前比较典型的非对称轧制方法包括异步轧制和龙型轧制,其中异步轧制的明显特点是轧辊线速度不一致,龙型轧制则是在异步轧制的基础上,将慢辊适度偏移至
10、出料侧,以减小轧制过程中的弯曲程度。1.2 热处理热处理技术将合金加热至固液相溶度线以上的温度,保持一定时间,使第二相有效溶解,获得单相固溶体。经过冷却处理,如果冷却速度足够快,单相固溶体能稳定在室温状态下,形成过饱和固溶体。这个过程称为固溶处理或淬火。对于可进行热处理的7055铝合金而言,固溶处理是非常重要的步骤。由于该合金内含有较多的合金元素,固溶处理可以将这些元素溶解到铝的基体中,通过淬火处理,使固溶体处于过饱和状态。然而,由于固溶温度较高,处理过程中通常会发生再结晶,因此固溶温度和时间是关键的控制条件2。2 7055铝合金轧制协同热处理实验分析2.1 实验材料此次实验选用的原料是705
11、5铝合金,其厚度是27mm。通过对其内部化学成分进行分析,主要有10种,分别是:Zn为8.34%;Mg为1.81%;Cu为2.06%;Mn为0.02%;Zr 为 0.15%;Fe 为 0.09%;Ti 为 0.03%;Si 为 0.03%;Ni为0.15%;其余都是Al。2.2 实验方法实验人员采用多道次热轧变形处理铝合金,设定温度条件是450,原料厚度从27mm处理到4.5mm为止,整体下压量达到93%。在此基础上,完成后续加工处理,相应加2023年8月上 世界有色金属11冶金冶炼Metallurgical smelting工流程为:经过固溶处理后,通过水冷作业,自然时效为两个小时;加工步骤
12、与上一个相同,自然时效调整成10日;在固溶处理后,实施水冷作业,人工时效是轧板硬度达到峰值为止;通过固溶处理与水冷环节后,进行温轧作业,自然时效为10日;是先进行固溶处理,而后经过水冷、温轧,人工时效是直到板材硬度处于峰值状态。在该过程中的固溶处理环节,温度控制在470,时间统一为一个小时,完成固溶处理后的板材要迅速进行水冷,使其下降到室温状态。在人工时效内,温度保持在120。实验人员借助半自动的显微硬度仪,确认样品当前硬度情况,其中测试载荷参数设置成300g,保压时长为13s,所有样品均需要经过20次的硬度检测,最后根据测出的结果,计算出硬度均值。通过整体对比观察发现,全部样品硬度峰值的时效
13、都是16个小时。在温轧环节中,温度保持在120,各道温轧处理之间的保温时间是5分钟,整体下压量达到30%。在铝合金样品的分析中,此次实验主要用到光学显微镜、扫描电镜、透射电镜以及局部能谱仪,其中前三个仪器用来观测处于不同状态的样品实际微观组织表现,最后一个仪器主要是进行简单的定性分析。样品观察面选择与轧制方向相垂直的表面,其中运用光学显微镜观测的样品,选择阳极覆膜腐蚀处理,把经过机械抛光处理的样品直接放到制膜液内实施阳极腐蚀,此处用到的制膜液是由氢氟酸、硼酸和水混合制成,三者添加比例为3mL 1.1g:100mL。待腐蚀反应完成后,实验人员将光学显微镜调整到偏光模式对样品进行观察。对于样品的力
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 轧制 协同 热处理 7055 铝合金 性能 影响 探讨