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电脉冲铸轧铝合金组织与性能的研究

作　者: 杨群英
导　师: 阎峰云
学　校: 兰州理工大学
专　业: 材料学
关键词: 5182铝合金脉冲电流显微组织力学性能均匀化处理
分类号: TG339
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

铸轧是将铝熔体导入内部通有冷却水的旋转两轧辊辊缝间,直接以轧辊作为结晶器,一边凝固一边轧制,生产出可以直接卷制的带坯的一种工艺。具有工艺简单、流程短、生产成本低、节约能耗等诸多特点,但目前对Al-Mg系铝合金的研究比较少。主要是因为采用铸轧法生产该系合金板坯时存在铸轧区内结晶不均匀而导致的板坯组织差异、成分偏析、裂边等诸多缺陷。因此控制铝液在铸轧区内的均匀性成为开发Al-Mg系铝合金铸轧工艺的技术难点,而采用新的技术和工艺有望对扩展合金铸轧的种类开辟新的道路。本论文主要以5182铝合金为研究对象,通过在铸轧过程中不施加脉冲电流与施加脉冲电流的对比试验。采用金相观察、EPMA等分析方法,对不同脉冲电流处理的试样与没有处理过的试样的组织进行了分析,包括组织形态和分布等,最后对不同参数处理的试样进行了相关力学性能的测试。实验结果表明:在铸轧过程中施加合适的脉冲电流后,使合金的组织得到了明显地细化和均匀化。且晶界上的偏析有所减轻,但是并没有完全消失。结合铸轧试样进行强度、塑性、硬度等力学性能的测试结果得出最佳的电脉冲铸轧工艺参数。运用脉冲电流能够破碎枝晶和提高过冷过度增加形核率的观点解释了组织和性能得到改善的原因。在对电脉冲铸轧5182铝合金试样出现粗大条状偏析物进行成分分析,设置不同均匀化处理工艺。试验结果表明:经500℃×4h均匀化处理后,合金组织中的偏析物基本扩散溶而且力学性能得到明显的提高。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-9
第1章绪论  9-19
  1.1 铝合金  9
  1.2 5182 铝合金的基本概况  9
  1.3 铸轧技术的发展  9-11
  1.4 脉冲电流处理对金属的影响  11-15
    1.4.1 液相区脉冲电流的处理  12-13
    1.4.2 固液两相区脉冲电流的处理  13-14
    1.4.3 脉冲电流对固相金属的处理  14-15
  1.5 脉冲电流对金属的作用机理  15-17
    1.5.1 液相区电脉冲处理机理  15-16
    1.5.2 固液两相区电脉冲处理机理  16-17
    1.5.3 固相区电脉冲处理机理  17
  1.6 本文研究的意义及内容  17-19
第2章实验过程及研究方法  19-25
  2.1 AL-Mg 合金相图的分析  19-20
  2.2 电脉冲双辊铸轧的示意图  20-21
  2.3 实验设备及方案  21-22
  2.4 合金液的制备  22-23
    2.4.1 实验前的准备工作  22
    2.4.2 熔炼和浇铸  22-23
  2.5 组织观察及分析  23-24
    2.5.1 金相显微分析  24
    2.5.2 扫描电镜分析  24
  2.6 力学性能测试  24-25
    2.6.1 拉伸试样性能测试  24
    2.6.2 硬度测试  24-25
第3章未施加脉冲电流的铸轧组织与性能的研究  25-39
  3.1 铸造5182 铝合金的组织和性能  25-26
  3.2 工艺参数对铸轧铝合金组织的影响  26-29
  3.3 工艺参数对铸轧铝合金性能的影响  29-31
  3.4 不同工艺参数下的断口形貌  31-33
  3.5 常规铸轧中的缺陷  33-37
    3.5.1 空洞  33-34
    3.5.2 裂边  34-35
    3.5.3 组织差异  35
    3.5.4 热带  35-36
    3.5.5 偏析  36-37
  3.6 本章小结  37-39
第4章脉冲电流处理对铸轧组织与性能的影响  39-49
  4.1 不同脉冲电流处理对铸轧组织的影响  39-45
  4.2 不同脉冲电流处理对力学性能的影响  45-47
  4.3 不同脉冲电流处理的断口形貌  47-48
  4.4 本章小结  48-49
第5章均匀化处理对铸轧组织与性能的影响  49-59
  5.1 均匀化处理对薄带显微组织的影响  49-52
  5.2 均匀化处理对铸轧薄带性能的影响  52-56
  5.3 均匀化处理后的断口形貌  56-57
  5.4 本章小结  57-59
结论  59-60
参考文献  60-64
致谢  64-65
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  65

电脉冲铸轧铝合金组织与性能的研究

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