铝箔退火时组织与性能变化

1、19983 53铝箔退火时组织与性能变化周江左宏卿（东北轻合金加工厂黑龙江省哈尔滨市150060）:退火是铝箔生产的主要工序为了保证箔材工序质量与成品性能拿握铝箔退火时的 组织性能变化规律至关重要。本文实验研究了铝箔坯料及不同厚度铝箔退火时的组织性能 变化过程測定了再结品温度并通过对试验结果的综台分析找出了由于俏材厚度变* .退 火时存在与板材不同的性能变化规律具有明显的厚度枚应。:铝箔退火组织性能再结品© 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 #铝箔生产过程中通常要经为坯料追火 间退火和成品退火三个退火工序。经热轧、冷 轧成0. 35mm0. 7mm带卷作箔材坯料，生产 铝箔时除非生产成品厚度大于0.08mm的纯 铝箔在铝箔轧制前应进行坯料退火坯料退火 为完全退火通过再结晶消除生产坯料的冷变 形过程产生的冷作硬化以利于箔材轧制生产。 生产厚度小干0.01mm的铝箔时必须进行叠 轧,为了减少叠轧时断带并提高成品率叠轧前 有时还要进行中间退火。中

3、间退火为恢复退 火，耍求严格控制退火温度使退火后不发生再 结晶而塑性稍有提高。当用户需要O状态铝 箔时最终的铝箔还要进行成品退火，使之达到 完全再结晶的软化状态。因此为了优化铝箔生产工艺提高产品质 量,必须进行铝箔坯料退火再结晶温度的测定 和不同厚度铝箔退火时的组织性能变化的研 究。1试验方案1.1试验采用1060纯铝.试样成分见表1。1 牌化学成分/%对应号 Si尺 Cu 1n 心 M Zn Ti 旧牌号 1060<0.01 <0.02 <002 <002 v002 v001 L2铝箔坯料由300mm扁锭热轧成9mm厚 板然后直接冷轧成0. 58mm厚的冷轧板。冷 轧

4、板变形程度为92 %0坯料经400 °C. 1小时退火后，由箔材轧机 轧制成 0- 2mm、0. 065mm >0. 032mm>0. 016mm 和0.007mm等五种厚度箔材。这些箔材的变 形程度分别为64%、89%、94%、97 %和99%。 0. 007mm铝箔按双合轧制工艺生产双合轧制 前未进行中间退火。试验试样在退火前的铝箔坯料和五种厚度 的箔材中切取。1.2为了获得铝箔退火时组织性能变化的全过 程退火温度选用 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个温度。试验时采用空气炉加热, 随炉升温保温1小时。1.3铝箔坯料和不同厚度箔材退火前和经不同 温度退火后分别进行力学性能测试、显微组织 检査和X光再结晶测定。然后根据测试的退 火软化曲线、金相偏光照片和X光再结晶测定 结果综合分析确定每一厚度箔材的再结晶温度 范围。包括再结晶开始温度和再结晶终了温 度。显微组织检査试样经氧化上膜后在偏光下 进行巳完全再结晶的试样还测量了晶粒大小,© 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以确定再结晶晶粒尺寸与退火温度之关系。铝2.1箔坯料和等干或大于0. 065mm箔材检査试样铝箔坯料和铝箔退火时的力学性能见表纵断面，更薄的箔材检査试样表面。2 o2试验结果力学性能变形程度厚度 指标冬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图1是根据铝箔退火时的力学性能数据绘 制的软化曲线图2为厚度分别为0.2、().065、 0. 032 >0. ()16、(). 007mm 铝箔的软化曲线。1 1060(0.58mm,92 %)2.2当退火温度在240 °C以下时.铝箔坯料的 显微组织为典型的变形纤维组织。260退火. 在变形纤维基础上开始出现细小再结晶晶芽 表示材料巳经开始再结晶。此后随退火温度 升高变形纤维逐渐减少，再结晶晶粒随之增 加。300 Q退火时.变形纤维巳全部被再结晶组 织所代

10、替。再提高退火温度组织变化不明显, 直至500 °C.晶粒尺寸稍有长大。0. 2、0. 065、0.032、0.016 和 0. 007mm 厚 度的铝箔退火时开始出现的再结晶晶芽的温度 分别是 220 °C、24() °C、22O °C、22O °C和 200 °C.变 形纤维完全被再结晶晶粒取代的温度为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 #织,纤维组织由热轧终了时产生的再结晶晶粒 或亚晶粒经冷变形时沿主变形方向拉长而形 成。220 退火后纤维组织边界由平直状态变 成锯齿状纤维内部形成个别孤立的再结晶晶 粒或亚晶表示再结晶巳经开始。240 火后 大部分变形纤维组织巳被再结晶晶粒所取代， 但是值得注意的是少数变形纤维组织形态还隐 约可见，而且部分再结晶晶粒还保留着形成这 些晶粒的变形纤维的方向，表现为照片中所见 的相同色泽再结晶晶粒沿主变形方向呈行分 布。这种组织特征玄覗再结晶程度很大但还 未宪全百结晶。2C0 QE火时，全部为再结晶晶

12、粒，晶粒基本为等轴形，方向性巳不明显，表明 箔材匕完全再结晶。© 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 .变形程度64 % :b厚0. 065mm变形程度89 % : c 厚0. 032mm 变形程度94 % : d 厚

13、0. 016mm 变形程度97 % : e 厚0. 007mm 变形程度99 %。同厚度的铝箔退火时的显微组织特征及变化规 律均与铝箔坯料退火时相同。图3为0.2mm 铝箔退火时的显微组织。从图中可以看出， 0. 2mm厚的铝箔退火前为典型的变形纤维组31060(0.2mm), 100a 一退火变形纤维组织；b 20 P退火.开始再结晶组织：c 40 火再结晶接近完成时组织: d 60 °0退火完全再结晶组织。2.3 X所有试验试样均进行了 X光再结晶测定, 对箔材再结晶程度的测定结果与显微组织检査 结果一致。2.4根据退火软化曲线，显微组织检查和X光 再结晶测量结果的综合分析，确定

14、1060铝箔坯 料和铝箔的再结晶开始温度、再结晶终了温度 如表3所示。表中可看出，铝箔坯料和铝箔的再结晶温度范围为260 °C-300 £随着铝箔厚 度的变化再结晶温度范围也有变化。但其规 律性不明显。31060材料种类鷲变形枚度%再结晶开始温度 r再结晶终了温度 c偲佰坯料058922603000.2642202600.06589240300钳箔0.032942202600.016972202800.007992003002.5铝箔退火时完全再结晶后的晶粒大小见表 4和图4。从中可知，变形程度为64 %的 0- 2mm箔材退火后再结晶晶粒较大变形程度 为89 %的0.06

15、5mm厚度的铝箔.再晶晶粒不 到前者的一半，随后箔材厚度继续减小，直到 0- 007mm时再结晶晶粒不再减小始终保持 0. 05mm 水平。41060厚度/ mm0.20.0650.0320.0160.007变形程度/ %6489949799晶粒大小/ mm0. 120.050.050.050.05410603分析与讨论3.1在诸多因素相同时,铝箔再结晶温度取决 于厚度和变形程度。两者对再结晶温度影响不 尽相同。变形程度小时，再结晶开始温度和终 了温度都比较高、而且温度范围较大。变形程 度增大时再结晶开始温度和终了温度都下降, 二者彼此接近。变形程度大于70 %80 %时, 再结晶温度的变化微

16、乎其微。厚度对再结晶温 度的影响主要取决于表面层占铝箔厚度的比 例。箔材越薄表面层所占比例越大，影响也越 大。箔材表面层的表面能和表面层较大的变形 程度使表面层产生不同于箔材内层的再结晶 行为影响箔材再结晶过程。一般而言箔材再 结晶比原材料快至于箔材厚度对再结晶温度 的影响规律，还未见报道。由于箔材再结晶行为同时受厚度和变形程 度的影响而二者又有各自不同的影响规律因 而试验的五种厚度和变形程度的铝箔再结晶开 始温度和再结晶终了温度没有明显规律。3.2在表2列出的力学性能数据中抽出各种 厚度箔材退火前的抗拉强度与伸长率以及完 全再结晶后直至400 °C退火时的力学性能数 据，计算出箔材

17、完全再结晶温度与400 9之间 各温度退火后的力学性能平均值作为箔材退火 力学性能指标，根据这些数据画出箔材冷变形 状态和退火状态下箔材变形程度与力学性能关 系曲线，如图5所示。由图可知铝箔冷变形状 态下变形程度与力学性能之间关系符合众所周 知的规律即随变形程度增加抗拉强度逐渐增 加伸长率相应减少。这些箔材退火状态下的 力学性能变化规律则具有与板材不同的特点。 随着厚度减小与变形程度增加抗拉强度与伸 长率同时下降.特别是伸长率,下降特别显著0 箔材的这一特性即为表面效应对力学性能的显 著影响所致。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 #淬火工艺对2017A管材晶间腐蚀的影响李广宇(东北轻合金加工厂黑龙江省哈尔滨市150060):品间腐蚀是

19、影响2017A台金在航空工业上应用的关键问题之一。通过正交试脸法对 2O17A合金的淬火工艺制度进行了研究。推荐了新用途下台理的淬火工艺各因索最佳水平 组台可以避免2017A台金产生品间腐蚀并满足使用要求。:2017台金淬火工艺品间腐蚀转移时间强化相© 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合金是一种可热处理强化的A1亠 Cu "Mg系合金.与我国的L Yl 1合金及前苏联 的D1合金相类似，为中等强度的硬铝.是应用 较早、较广泛的变形铝合金之一。2017合金抗蚀性差，特别不酎海水腐蚀。 在大气中的抗蚀性中等。在潮湿空气中和电解 质溶液中有晶间腐蚀和应力腐蚀开裂倾向。为 此对其板材一般都采用两面包覆纯铝层的方 法进行阴极保护但对管、棒、型材不可能用此 方法解决晶间腐蚀问题，因此仍有进一步研究 的必要。近年来.我厂承担了 2017A合金®36mm XI min等规格管材的试制任务该管材用于某 型号飞机操纵系统的拉杆.因此对其抗蚀性特 别是晶间腐蚀性能的要求就很严格。按我厂现 行的常规热处理工艺该管材在试制检验过程 中经常出现晶间腐蚀不合格的问题无法满足 该型号飞机的特殊要求所以有必要对2017A 合金管材的热处理工艺再进行深入研究。1试验用料本试验的试样取自装机用2017A管材的 试生产料(中36mm XI mm) 0合金成分范围按 有关标准规定(): 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