高纯度3003铸锭组织特征及均匀化处理研究

摘要

采用金相显微镜技术(OM)，扫描电子显微技术(SEM)，透射电子显微分析技术(TEM)和能谱分析技术(EDS)等检测分析手段，对高纯度3003铝合金铸锭不同截面部位的组织特征及均匀化处理对组织的影响进行了对比研究，结合经典金属学理论，分析讨论了导致铸锭组织不均匀性的原因，定性分析了铸锭组织中各金属间化合物的主要成分，系统研究了在均匀化处理过程中加热温度和保温时间对3003合金铸态组织的影响。研究工作及其结果如下:
　　(1)半连续铸造条件下，3003合金铸锭横截面上不同位置晶粒大小和不均匀性程度有些不同，铸锭边部晶粒相对细小，铸锭心部晶粒相对较粗，局部晶粒异常粗大。
　　(2)3003合金铸锭晶界上的共晶化合物呈点状和鱼骨状共晶化合物形式富集在晶界上，与铸锭边部相比，铸锭内部晶粒边界上鱼骨状化合物增多。这些金属间化合物主要是由Al(Mn，Fe)和Al(Mn，Fe，Si)的富集相组成。
　　(3)10T炉生产线的圆铸锭中主要以纤细骨状共晶化合物富集在晶界上为主，而在30T炉生产线的圆铸锭中的金属间化合物主要成点状和块状分布，并且30T生产线铸锭的枝晶偏析和成分偏析都比10T生产线的严重。
　　(4)均匀化处理过程中，晶内偏析特别是Mn偏析已经基本消除。均匀化处理温度和时间对铸锭整体晶粒大小影响不大，在局部少数晶粒发生异常长大。经均匀化处理后金属间化合物部分发生溶解但不能完全消除。
　　(5)铸态合金晶粒内部接近于亚稳态的单相固溶体组织;铸锭595℃/13h均匀化，固溶体析出大量Al6(Fe，Mn)相;605℃/13h均匀化，部分细小的Al6(Fe，Mn)相重新溶入固溶体，比较粗大的Al6(Fe，Mn)相仍然保留下来。
　　(6)大生产条件下3003合金铸锭合宜的均匀化处理工艺为605℃/13h。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 3xxx铝合金的概述及其发展

1．1．1 3xxx铝合金的简介

1．1．2 3xxx铝合金的应用

1．1．3 3xxx铝合金的发展

1．2 3xxx铝合金的组织特征

1．3 3xxx铝合金的组织细化

1．3．1 3xxx铝合金的铸态晶粒细化

1．3．2 3xxx系铝合金加工及热处理过程的晶粒细化

1．4 3xxx系铝合金铸锭的主要缺陷

1．5 3xxx铝合金均匀化工艺及其原理

1．6 本论文研究的内容和目的

第二章 材料制备与试验方法

2．1 材料制备与实验研究方案

2．2 合金成分

2．3 合金铸锭的制备

2．4 合金显微组织观察

2．4．1 金相组织观察

2．4．2 扫描电子显微组织观察

2．4．3 透射电子显微组织观察

第三章 3003合金圆铸锭不同部位的铸态组织

3．1 铸锭合金上的取样部位

3．2 铸锭横截面上不同部位的组织分析

3．2．1 不同生产线上铸锭合金组织金相观察

3．2．2 铸锭合金组织SEM+EDS分析

3．3 分析与讨论

3．3．1 冷却速率对合金组织的影响

3．3．2 3003合金铸态组织中的主要物相

3．4 本章小结

第四章 3003合金铸锭的均匀化处理

4．1 3003合金铸态的DSC热分析

4．2 均匀化处理对铸锭组织的影响

4．2．1 均匀化温度对铸锭组织的影响

4．2．2 均匀化时间对铸锭组织的影响

4．3 析出相Al6Mn的TEM+EDS分析

4．4 分析与讨论

4．5 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间的学术成果