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淺談不同化學元素對合金鋁板組織和性能的影響
- 2022-08-29-

  合金元素含量的不同會導致合金相和析出形態的變化,顯微組織的差異會導致織構的變化。合金越純,雜質越少,越容易形成純金屬的軋制織構,退火后的立方織構越強。用于深沖的合金鋁板的主要雜質元素是Fe和Si。Fe含量的增加將加強形變織構,減緩再結晶的形核和生長,在退火過程中削弱立方織構的強度,在退火期間加強R織構。

  從而增加了在拉深過程中形成45°耳的趨勢。Blade認為,鐵和硅是決定和控制工業純鋁耳形的相當重要的因素。退火鋁板的制耳變化取決于(Fe+Si)%,高硅低鐵合金的制耳率很小。隨著Fe含量的增加和Si含量的降低,變形織構的發展越加強烈,這將增加拉深過程中45°成耳率。

  Fe/Si比對織構的影響主要是由于二者在鋁中的固溶性不同。Si的加入會導致更多的殘余Fe存在于基體中,或者Fe在凝固過程中的過飽和會影響織構的變化。如果Fe/Si之比較低(小于1),則在鑄造過程中容易產生熱裂紋和微收縮孔,并在殼β中形成-脆性相如alfesi、almnfesi、(FeMn)al將明顯影響合金鋁板的加工硬化和再結晶軟化行為。當Fe>Si時,容易形成α相(AlFe3Si),而β相(alsfesi)會減少,游離Si的含量也會減少,β相和游離Si會降低材料的延伸率,降低拉深性能。

  總之,合金中Fe和Si元素的固溶體或沉淀應相對平衡。適當增加或降低Fe/Si比是有益的,這應取決于合金的特性和特定的工藝水平。在某些條件下,為了增進立方織構的形成,Fe/Si比通常趨于降低。

  Mn和其他元素容易形成粗的二相顆粒。合金鋁板退火后大量細深相的析出也可以增進加工硬化率,減緩軋制織構的形成,減少冷軋過程中立方織構的弱化,

  當Mn含量大于某一范圍時,會形成al6(Fe,Mn)粗金屬間化合物,嚴重影響合金的加工性能。

  此外,Cu會影響材料的加工性能;Zn可以改善沖壓性能,增進強度。材料成分越復雜,雜質含量越高,再結晶溫度越高,越不利于立方織構的形成。大量研究和實踐表明,合金鋁板中夾雜物、氣體和雜質等冶金缺陷的存在破壞了金屬板的連續性,并對其強度、抗疲勞性、耐腐蝕性和塑性韌性產生重大影響,從而直接影響材料的加工成形性和終端使用性能。

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