5052铝合金材料研究进展

·32·摘要：介绍了国内外5052铝合金材料研究的最新成果，从合金的熔炼铸造、塑性加工及热处理等方面，综述了提高5052铝合金综合性能采用的方法和技术，并提出了合金研究的发展方向。关键词：铝合金；塑性加工；再结晶+中图法分类号：TG146.21文献标识码：A文章编号：1005-4898（2011）06-0033-075052铝合金是5xxx系合金中的典型合金，Mg力大小、冷却水压强度对铸锭质量的影响。结果表含量在2.2%～2.8%之间，属于低Mg、热处理不可明，通过打磨结晶器、浇注时在结晶器壁加润滑油强化铝合金，具有中等强度、良好的耐蚀性、焊接以及增大冷却水压强度，可以有效防止由于拉裂产性和易于加工成形等特点。合金退火状态塑性好，生的漏铝现象；增大冷却水压强度至0.20MPa，可加工硬化率高，因而在硬状态时塑性低。热轧板材以明显抑制铸锭表面偏析瘤的形成。后，合金在冷加工率为50%时，再结晶温度约为在5052铝合金的铸造过程中，铸锭周边接近敞288℃。合金中Mg是唯一的强化元素，有一定的固露液面有一温度较高的先凝固薄层，该凝固薄层在溶强化作用，且使合金的加工硬化率提高，合金能液穴静压力的作用下紧靠模壁，其强度很低。先遇[1]冷凝固的薄层与结晶器间的摩擦力在薄层中体现为获得较明显的应变强化。拉应力，若摩擦力增大则拉应力相应增大，而5052合金由于具有优良的成型性能、抗蚀性、5052合金的凝固区间比较长，这就造成了浇注时强可焊性、疲劳强度，常被用作装饰面板材料。随着度极小的液固两相区存在时间较长，完全凝固的区机械、汽车等相关行业的发展，5052铝合金板材的域很薄，在拉应力的作用下极易造成铸锭周边先凝需求量越来越大，其研究主要集中在合金塑性加工固的薄层被拉裂，从而产生漏铝。加大冷却水压，变形和动态再结晶行为等方面。就增大了结晶器的冷却强度，使得与结晶器周边接1合金熔炼铸造研究触的凝固薄层厚度增加，晶粒变小，提高了先凝固薄层的强度，有利于进一步防止拉裂而产生漏铝。由于Al-Mg系合金容易氧化、凝固区间大、熔偏析瘤的形成是由于在直接水冷的半连续铸造液的流动性不好和粘性比较大，在使用半连续铸造过程中，冷却强度极大，从而造成不平衡结晶程度法生产铸锭时，容易出现拉漏和偏析瘤的现象，成[2]增加，温度过冷、成分过冷和溶质再分配的结果是品率比较低。刘响亮等对5052合金铸锭半连续铸使得易熔组成物富集在晶界。这种未完全凝固的低造工艺进行了研究，研究了结晶器与铸锭表面摩擦作者简介：收稿日期：2011-10-20蔡辉（1965～），女，四川大竹人，高工，1988年毕业于昆明工学院金属材料及热处理专业。·33·5052铝合金材料研究进展蔡辉（西南铝业(集团)有限责任公司冷轧厂；重庆九龙坡区401326）《铝加工》2011年第6期总第203期技术工程技术工程/专利荟萃刘静安铝合金挤压时的热力学条件与出口温度的控制：[5]R.Akeret,MEM.SCI,REV.METALLURG.69(1972),633也能挤压出质量合格的产品，不仅会大大提高生产[6]h.stenger.Drahtwelt.59(1973),253,371效率，也能获得良好的经济效益，因此，此法应大[7]R.Akeret.Metall.34(1980),253,371力推广应用，以促进铝挤压工业和技术的发展。[8]A.I,Baturin.Kuznecno-Stampov.(1996)N0.8,P.5,Rep,AD671558参考文献[9]G.Scharf.AIuminium.55(1979),197[1]刘静安等.世界当代铝加工最新技术[M].长沙:中南工业[10]D.RuppinandW.Strehmel.Aluminium.53(1977)233,543大学出版社,1991[11]D.RuppiuandW.Strehmel.Aluminium.59(1983)674,7730[2]刘静安.轻合金挤压工模具实用技术手册[M].北京:冶金[12]W.Strehmel.Untersuchungenzumrechnergcstutzendirekten工业出版社,2011StrangpressenvonAluminiumlegierunger.Fortschr.Ber.BDI[3]G.Lange,Z.Metallkde.62(1971),571,578-Z,Ser.2.Nr.51(1982)[4]G.Lange,andH.P.Stuewe,Z.Metallkde.62(1771),580Abstract:Temperature-speedconditionisthemostimportantparameterinaluminumalloyhotextrusion.Theinfluencingfactorsonoutlettemperatureofthebearingwereanalyzed.Theoutlettemperaturewascalculatedandestimatedbothbytraditionalnumericalmethodandmoderncomputer-controlledextrusionmethod.Isothermalextrusion,gradientheatingandimprovementofextrusionspeedweredescribedaswell.Theactualapplicationofextrusioncontrollingweresetforthbygivingsomeexamples.Keywords:aluminumalloyextrusion;thermodynamicscondition;outlettemperature;isothermalextrusion;gradientheating;computer-controlledextrusionThermodynamicsConditionandControlofOutletTemperatureinAluminumAlloyExtrusionLIUJing-an(SouthwestAluminum(Group)Co.,Ltd.,Chongqing401326,China)本发明提供了一种泡沫铝夹芯结构的制备方法，采用线切割或其他机械加工方法，将泡沫铝加工成符合要求的任意尺寸样品；对泡沫铝表面进行除锈去油处理；将K3AlF6和KAlF4按1∶1～2混合后加热至熔融状态再冷却结晶，将结晶物磨成粉状，将粉末加入水，调制成1∶2～4的悬浊液，均匀涂抹在泡沫铝工件表面；将处理好的泡沫铝工件置入模具并放入温度为520℃～585℃的炉中保温2分钟，然后取出模具，将加热到500～580℃的熔融铝合金熔液注入模具，冷却后即得到泡沫铝夹芯结构。本方法具有制备效率高、工艺简单、成本低、易实现流水作业的特点。本专利提供一种高抗蠕变性的铸造铝合金，其工作温度可达230～380℃，它的主要化学成分如下（质量分数，%）：0.10Mg,4.5～10Si,2.0～5.0Cu,0.40Ni,0.05～0.25Ti,0.05～0.25Zr,0.90Fe,0.30Zn,0.02～0.30V,0.1～0.5Mn,另外还可含有Hf、Nb、Ta、Cr、Mo和/或W等0.03～0.30，余量为Al。这种铝合金适合于生产内燃机的缸盖等零件。高抗蠕变性的Al-Si-Cu铝合金欧洲专利EP1651787泡沫铝夹芯结构的制备方法中国专利CN101773993A熔点组成物，凝固过程中在铸锭收缩产生的挤压力再结晶立方织构组分形核率高。[4]的作用下有可能被排挤出铸锭表面形成偏析瘤。并Q.Zhu等研究了AA5052热轧板反扭转和压缩且凝固过程中铸锭周边凝固层收缩和结晶器之间形/拉伸试验再结晶行为。工业热变形(如轧制，锻造成气隙，使得凝固层从液穴中导入的热量超过了从和挤压)时，应变过程改变工件的性能。研究了剪气隙导出的热量，发生了所谓的二次加热，当二次切变形时应变方向的改变对微观结构演变和随后再加热温度超过低熔点组成物的熔点时，就会发生重结晶行为的影响，并与轴对称变形进行了比较。用熔现象，这些重熔化合物在液穴熔体产生的静压力扭转试验机和拉伸/压缩试验机分别进行剪切变形的作用下被排挤到铸锭表面形成偏析瘤，而且低熔和轴对称变形。结果表明，应变方向的改变对点组成物复熔时，在铸锭内气体膨胀压力的作用AA5052轴对称变形时再结晶行为有重要影响，但下，也有可能被排挤到铸锭表面形成偏析瘤。通过对扭转没有影响。造成这种差异的原因可能与轴对增加水冷强度的办法细化了铸锭周边先凝固表层的称和剪切变形时微带行为有关，也就是轴对称时有晶粒，同时使得先凝固薄层的厚度增大，晶粒细化更高的微带密度，或者织构演变规律不同。使得表层强度增加，晶界变得更加曲折，聚集在晶5052铝合金铸轧退火板材(350℃/3h)在冷轧变界的易熔组成物被分散，使得低熔点组成物难以沿形过程中，随着变形量的增加，板材的硬度不断上晶界被排挤到铸锭表面，同时凝固层厚度的增加也升，变形逐渐困难。当冷轧变形量达到60%时，板使得组成物被排挤到表面的难度增大，这样就减少材边部开始出现微裂纹，此时板材的显微硬度值也了表面偏析瘤的生成，提高了铸锭的表面质量。达到一个相对的高峰。当变形量达到80%时，边部开裂非常明显。因此，5052铝合金铸轧退火板材在2合金塑性加工及再结晶冷轧变形量达到约60%时，需要进行中间退火以软化变形组织，恢复其塑性。5052合金具有优良的成型性能，其热轧板材在[5]任文达采用等温压缩试验研究了5052铝合金70%以上的冷变形时也只有轻微的裂边。随着冷加高温热变形过程中流变应力、应变、应变速率和变工率的增加，合金的屈服强度、抗拉强度提高，延形温度的相互关系。研究表明，5052铝合金随应变伸率降低。合金冷变形程度的不断增大，合金晶粒速率的增加，合金热变形时发生动态再结晶的温度破碎程度也越大，金属内部的点缺陷和位错的密度提高。变形温度提高及应变速率降低，合金热变形也越大，晶格畸变程度更加严重，形成纤维组织和将发生以动态再结晶为主的软化过程；变形温度降带状组织，材料加工硬化程度提高。[3]低及应变速率提高，5052铝合金将发生以动态回复G.Guiglionda等研究了晶粒取向对Al-2.5%Mg[6]为主的软化过程。郑玉林等的研究也得出同样的(AA5052)热轧再结晶的影响。在400℃下的平面应-1变压缩试验中，用晶体学织构和储能对加工态进行结论，在应变速率为0.1s(变形温度为420℃～-1了表征；用最近发展的X射线衍射峰分析法测定了500℃)以及应变速率为0.01和0.001s(变形温度为五种织构组分中位错密度和储能与应变的函数关300℃～500℃)时，5052铝合金热压缩变形出现了系；用EBSD测定了退火后部分再结晶试样的大块明显的峰值应力，表现为连续动态再结晶特征；在区域中的再结晶百分数，变形晶粒与再结晶晶粒中其他变形条件下存在较为明显的稳态流变特征。的织构组分。结果表明，高储能的S织构和Cu织构5052合金高温流变应力行为可以用含Z参数的双曲在再结晶过程中更易于被消耗。此外，大变形量下正弦函数形式较好的进行描述，说明该合金塑性变·34·蔡辉5052铝合金材料研究进展：技术工程形过程是一种类似于高温蠕变的热激活过程。其热理工艺，采取对合金铸锭均匀化处理和合理控制最[7]终冷轧变形量以及适当提高回火温度的方法，使材变形激活能△H值为182.25KJ/mol。海朝智等通过料的力学性能与深冲性能获得良好匹配。对5052H34铝合金板材生产工艺研究指出，冷加工[11]率是影响制品组织和力学性能的主要工艺因素，并Y.H.Chung等研究了5052板材连续剪切变形得出了冷加工率与板材主要力学性能之间的关系曲中应变过程对织构演变和加工硬化的影响。采用不线，分析了冷加工和稳定化处理的基本机理。冷加同的轧制方式(单向轧制和可逆轧制)，通过织构测工率在25％～55％范围时，对板