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主要化学元素对纯铝板组织性能的影响
- 2021-12-05-

  合金元素的含量不同,会造成合金相及析出形态的变化,组织的差异将导致织构的改变。合金越纯,杂质越少越容易形成纯金属轧制织构,退火后立方织构越强。深冲用纯铝板的主要杂质元素为Fe和Si。Fe含量的增加会加强形变织构,减缓再结晶形核和长大速度,削弱退火时立方织构的强度,强化退火时R织构。

  从而增加深冲时形成45°制耳的倾向。Blade认为,Fe和Si是决定和控制工业纯铝制耳形为相当重要的因素,退火铝板的制耳变化依赖于(Fe+Si)%含量,高硅低铁合金的制耳率很小,并随着Fe着含量的增加及Si含量的减少,变形织构的发展更为强烈,这将增加深冲时的45°制耳率。

  Fe/Si比值对织构的影响,主要基于二者在铝中的固溶度的差别所致,由于Si的加入使Fe有更多的剩余存在于基体中,或凝固时构成Fe的过饱和,均会影响织构的变化。若Fe/Si的比值偏低(小于1),铸造时易产生热裂纹和显微缩孔等,且在壳体中会形成β-AlFeSi、AlMnFeSi、(FeMn)Al等脆性相,将明显影响纯铝板的加工硬化和再结晶软化行为等。当Fe>Si时,易形成α相(AlpFe3Si),而β相(AlsFeSi)将减少,游离Si的含量也将减少,β相和游离Si会降低材料的延伸率,使深冲性能变坏。

  总之,Fe、Si元素在合金的固溶或者析出应相对平衡,对于适当提高或者降低Fe/Si比值是有益的说法,应视合金的特性和具体工艺水平条件而定,在某些条件下,为了利于立方织构的形成,一般趋向于降低Fe/Si比值。

  Mn与其它元素易形成粗大的第二相颗粒,纯铝板退火后大量细小的深沉相的析出还可以提高加工硬化率,减缓轧制织构的形成,减小立方织构在冷轧过程的弱化,

  当Mn含量超过一定范围时,会引起Al6(Fe,Mn)粗大金属间化合物的生成,严重影响了合金的加工性能。

  此外,Cu能影响材料的加工性能;Zn可以改善冲制性能,并提高强度。材料的成分越复杂,杂质含量越多,其再结晶温度也越高,对立方织构的形成也越不利。大量的研究和实践表明,纯铝板中夹杂物、气体、杂质相等冶金缺陷的存在,破坏了金属薄板的连续性,对其强度、疲劳抗力、耐蚀性、塑韧性等均有重大的影响,从而直接影响材料的加工成形性和终端使用性能等。

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