3003-4343鋁合金無縫復合管組織與性能研究.pdf

1、鋁合金復合管已廣泛應用于汽車熱交換器，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銅合金熱交換器，以減輕汽車自重和節(jié)約能源。目前應用的鋁合金復合管多為高頻焊接鋁合金復合帶生產的有縫管，焊縫影響復合管與散熱片的組裝，造成熱交換器質量不穩(wěn)定。本文采用復合錠強變形反向擠壓技術制備出3003/4343鋁合金無縫復合管。
　　 采用OM、SEM、TEM、XRD、EDS觀察擠壓前錠坯組織并進行成分分析，結果表明:鑄態(tài)3003合金由等軸狀α(Al)基體與晶間共晶相組成，共晶相

2、含有骨骼狀α-Al(MnFe)Si金屬間化合物。經600℃、5小時均勻化退火，第二相部分溶解并球化，晶界變得不連續(xù);晶界附近偏析的過飽和含錳固溶體發(fā)生脫溶，析出納米級片狀α-AlMnSi相。4343合金為典型的枝晶組織，由大量樹枝狀α（Al）和枝晶間骨骼狀鋁硅共晶組成。
　　 通過OM、SEM、TEM觀察熱擠壓態(tài)復合管縱截面組織，結合界面成分EDS分析，發(fā)現(xiàn)3003合金與4343合金均發(fā)生再結晶，分別沿加工方向均勻分布棒狀(Mn

3、Fe)Al6相和鋁硅共晶相。結合界面無明顯元素擴散，在局部高溫作用下，4343合金中的硅發(fā)生短程擴散，與界面附近(MnFe)Al6生成少量α-Al(MnFe)Si相粒子。擠壓過程中兩層金屬真實接觸表面發(fā)生塑性變形，界面上氧化膜破裂，從而使復合界面形成冶金結合，但仍存在少量未結合間隙。
　　 通過對擠壓、冷軋、冷拉拔半成品管樣品進行拉伸性能和硬度測試，發(fā)現(xiàn)隨冷加工變形量增大，復合管抗拉強度、屈服強度和基材硬度增大，斷后伸長率減小;

4、觀察金相和掃描電鏡斷口組織，冷加工對第二相質點的形態(tài)及分布無明顯影響;冷變形使等軸狀的再結晶組織轉變?yōu)槔w維狀組織，合金變形能力下降，界面難以發(fā)生滑動分離，界面實現(xiàn)完全結合。
　　 研究了退火溫度對復合管組織與性能的影響。拉伸性能與硬度測試的結果表明:低于250℃退火時復合管力學性能稍有降低;250℃～400℃區(qū)間內，復合管的抗拉強度、屈服強度和基材硬度迅速降低，斷后伸長率增大;400℃～500℃退火力學性能穩(wěn)定。
　　

5、通過EDS分析400℃下退火樣品界面元素分布，發(fā)現(xiàn)復合管界面無明顯元素擴散，說明溫度對界面元素擴散無大的影響。通過OM、SEM觀察，在250℃～400℃區(qū)間的退火樣品4343合金層發(fā)生了再結晶，而3003合金層仍然為細小的纖維狀組織，兩層金屬塑性變形能力差異較大，界面結合較差;400℃時3003合金也發(fā)生再結晶，兩層金屬變形能力接近，界面結合較好。再提高退火溫度，再結晶晶粒沒有明顯長大，晶粒內析出細小的α-Al(MnFe)Si相。