冷連軋與單機(jī)架冷軋3104鋁合金板料組織和性能對(duì)比研究.pdf

1、3104鋁合金板具有高的強(qiáng)度、良好的深沖和變薄拉伸性能以及良好的抗腐蝕性能，廣泛地用于生產(chǎn)易拉罐。為了滿足市場(chǎng)對(duì)鋁板帶材產(chǎn)量日益增長(zhǎng)的需求，冷連軋作為新的加工方式正在代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單機(jī)架冷軋，但冷連軋生產(chǎn)過(guò)程中板料合金組織和性能的演變規(guī)律尚未完全清晰。本論文以西南鋁業(yè)生產(chǎn)的罐體用3104鋁合金為研究對(duì)象，通過(guò)激光顯微鏡（LM）、光學(xué)顯微鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）觀察及DSC能譜分析，以及X射線衍射、室溫拉伸、顯微硬度、杯突、沖杯等檢測(cè)手

2、段，對(duì)比研究了傳統(tǒng)單機(jī)架冷軋與雙機(jī)架冷連軋兩種生產(chǎn)方式下，3104鋁合金罐體板料微觀組織和力學(xué)性能的演變規(guī)律，探討演變規(guī)律的差異和機(jī)理，為制定優(yōu)化的冷連軋生產(chǎn)工藝提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論支持。論文主要研究結(jié)論如下：
　?。?）隨著冷軋的進(jìn)行，3104鋁合金冷軋各階段板料的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度都在增加。單機(jī)架冷軋板料的延伸率表現(xiàn)為逐漸減小趨勢(shì)，雙機(jī)架冷連軋則表現(xiàn)為前兩個(gè)道次減小，后兩個(gè)道次又略有增加的變化趨勢(shì)。雙機(jī)架冷連軋成品板料不同方向上

3、（0o，45o，90o），屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均低于單機(jī)架冷軋成品板料，延伸率則高于單機(jī)架冷軋板料；雙機(jī)架冷連軋成品板料屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和延伸率為277MPa、311MPa和4.5％，而單機(jī)架冷軋成品板料則分別為295MPa、321MPa和2.7%。
　?。?）兩種冷軋工藝下，冷軋各階段的3104鋁合金板料不同方向上的力學(xué)性能均存在明顯差異，呈現(xiàn)各向異性。冷軋板料均表現(xiàn)出典型的“銅式”織構(gòu)特征。雙機(jī)架冷連軋成品板料（max=11.

4、129）的織構(gòu)強(qiáng)度較單機(jī)架冷軋成品板料（max=12.164）弱，2+1+1冷軋工藝下板料織構(gòu)強(qiáng)度介于二者之間。冷連軋成品板料的各向異性程度和加工硬化程度低，更利于深沖制備易拉罐。
　　（3）兩種方式冷軋板料的組織演變規(guī)律相同：隨著軋制壓下量的增加，板料晶粒組織沿軋制方向被壓扁，最后演變成纖維狀組織。但第2道次后單機(jī)架冷軋板料的晶粒破碎的較嚴(yán)重，晶粒尺寸比雙機(jī)架冷連軋板料的小且均勻，長(zhǎng)徑比數(shù)值較大，晶粒纖維化程度較高。單機(jī)架冷軋板

5、料中化合物尺寸隨著冷軋變形的進(jìn)行整體細(xì)化，基本延續(xù)原有的分布特征，終軋板中化合物尺寸較均勻；而冷連軋板料化合物顆粒大小分布的原有規(guī)律，會(huì)隨著冷變形的積累而發(fā)生變化，整體上尺寸變小，但尺寸大小差異增大（呈兩極分化），即中間尺寸的顆粒數(shù)量比例減少。這在成品板料中表現(xiàn)的最為明顯，使得板料延伸率偏低和斷口韌窩不均勻。
　?。?）單機(jī)架冷軋和雙機(jī)架冷連軋兩種工藝下成品板料中主要存在Al6Mn，Mg2Si，Al6(FeMn)三元相，Al9Fe

6、0.84Mn2.16Si四元相等化合物，兩者在種類上并無(wú)差異，但雙機(jī)架冷連軋的衍射峰強(qiáng)度較高。織構(gòu)檢測(cè)可排除織構(gòu)的影響，表明雙機(jī)架冷連軋成品板料中有更多的化合物析出。通過(guò)對(duì)單機(jī)架冷軋末道次3104鋁合金成品板料在160oC4h、6h和200oC1h、2h、3h的低溫退火試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，有更多的化合物進(jìn)一步析出，高應(yīng)變誘導(dǎo)析出的第二相粒子聚集長(zhǎng)大，對(duì)強(qiáng)度貢獻(xiàn)不大。由此推斷，由于雙機(jī)架冷連軋末道次后板料在較高溫度卷曲后長(zhǎng)時(shí)間保溫，應(yīng)變誘導(dǎo)基體中固