電解鋁液DC鑄造大直徑7N01鋁合金鑄錠均勻化研究.pdf

1、7N01合金是高速列車不可或缺的關(guān)鍵材料之一。目前，7N01鋁合金板材已經(jīng)應(yīng)用于我國鐵路動車組關(guān)鍵部件中，但是由于對其合金板材制造過程中的組織結(jié)構(gòu)演變規(guī)律，尤其是各類熱處理工藝對其顯微組織結(jié)構(gòu)及其板材最終性能的影響規(guī)律尚不清楚，造成國產(chǎn)的板材性能不穩(wěn)定，并常出現(xiàn)綜合性能不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象。而本文研究的7N01合金鑄錠為山東兗礦輕合金有限公司第一次成功鑄出的長6m、重量約8.5t、直徑為817mm的合金鑄棒，此合金鑄棒為國內(nèi)采用電解鋁液鑄造的規(guī)

2、格最大的鋁合金圓鑄錠，因此，本文針對這種大直徑7N01合金半連續(xù)鑄錠及其熱軋板，分別系統(tǒng)研究了均勻化處理對其鑄錠顯微組織，及其熱軋板組織性能的影響規(guī)律，為最終確定其最佳均勻化處理制度奠定基礎(chǔ)。研究結(jié)果表明:
　　(1)7N01合金半連續(xù)鑄錠鑄態(tài)組織中主要存在3種結(jié)晶相:即淺灰色條狀或塊狀主要含AlFeMnSi的結(jié)晶相，少量亮灰色條狀或橢球狀T相（即Al2Mg3Zn3相）以及黑色細(xì)小圓球狀且常附著在T相上的Mg2Si相;鑄錠經(jīng)470

3、℃×24h均勻化處理后，T相及Mg2Si相均回溶入基體消失，而主要含AlFeMnSi的過剩結(jié)晶相僅發(fā)生部分溶解，同時基體中析出大量尺寸為幾百納米的彌散相粒子。
　　(2)單級均勻化溫度從420℃升高至470℃，對合金鑄錠中的過剩結(jié)晶相影響不大，7N01熱軋板固溶時效后的晶粒尺寸明顯增大，合金強(qiáng)度及延伸率分別呈下降及增大的趨勢;單級均勻化處理時間從12h延長至36h，熱軋板固溶時效后的強(qiáng)度及延伸率均呈現(xiàn)下降趨勢。
　　(3)4

4、70℃均勻化處理前的預(yù)處理對合金鑄錠中過剩結(jié)晶相影響不大，但會細(xì)化合金基體中彌散相粒子的尺寸。預(yù)處理溫度升高，彌散相粒子尺寸變小，但預(yù)處理時間延長對彌散相粒子尺寸及分布影響不大。
　　(4)鑄錠從250℃升高至400℃、預(yù)處理時間從4h延長至24h，經(jīng)固溶時效后的7N01熱軋板中過剩結(jié)晶相數(shù)量無明顯變化，預(yù)處理時間延長，板材混晶現(xiàn)象略有減輕。雙級均勻化處理具有明顯細(xì)化7N01熱軋板材中彌散相粒子的作用，隨預(yù)處理溫度升高，彌散相尺寸