簡(jiǎn)析鑄軋板的表面偏析規(guī)律性VIP

1、簡(jiǎn)析鑄軋板的表面偏析規(guī)律性權(quán)威資料簡(jiǎn)析鑄軋板的表面偏析規(guī)律性摘要本文積極剖析鑄軋板的組織特點(diǎn)，從生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)中找出了鋁合金鑄軋板表面偏析出現(xiàn)的規(guī)律。通過(guò)分析表面偏析的化學(xué)成分及組織特點(diǎn)，積極探討導(dǎo)致表面偏析產(chǎn)生的原因，針對(duì)性討論了鋁水冷卻強(qiáng)度影響偏析的主要成因，以期實(shí)現(xiàn)對(duì)偏析現(xiàn)象的控制和改善。關(guān)鍵詞鑄軋板表面偏析規(guī)律性T96A1009-914X(2015)46-0374-02在工業(yè)生產(chǎn)中，有時(shí)用純鋁鑄軋板生產(chǎn)不同規(guī)格板材時(shí)，總是能夠在板材的表面發(fā)現(xiàn)幾條帶狀缺陷，這些帶狀缺陷區(qū)域里還有很多分散的點(diǎn)狀物排列，帶狀缺陷縱貫板材全長(zhǎng)，外形特征明顯。而用酸堿溶液做測(cè)試時(shí)，能夠發(fā)現(xiàn)這些缺陷在堿性溶液或者配制濃

2、度較高的混合酸溶液浸泡后，產(chǎn)生不同程度的腐蝕作用，呈現(xiàn)褐色或者黑色。據(jù)系統(tǒng)研究能夠看出，這些帶狀缺陷的位置恰好與鑄軋板的下表面存在的缺陷位置完全吻合，也就是說(shuō)所有類(lèi)似規(guī)格的板材都產(chǎn)生了這樣的反應(yīng)，這種缺陷變形就稱之為鑄軋板的表面偏析。而綜合工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和研究數(shù)據(jù)結(jié)果，表面偏析容易出現(xiàn)在采用8011鋁合金鑄軋板生產(chǎn)的冷軋板中，且出現(xiàn)位置基本相同。表面偏析頻繁出現(xiàn)在鑄軋板的下表面，其具體出現(xiàn)的位置和尺寸大小仍是不確定的。對(duì)于其偏析規(guī)律性的分析把握，主要是考慮表面偏析一旦出現(xiàn)，就會(huì)在同一個(gè)位置不間斷的出現(xiàn)。偏析現(xiàn)象會(huì)持續(xù)延綿幾個(gè)板材卷，直到鑄嘴卸掉為止。1 組織特點(diǎn)鋁金屬板材的制作工藝上，鑄軋板因在

3、鑄軋區(qū)內(nèi)產(chǎn)生特殊的結(jié)晶過(guò)程，隨后又經(jīng)歷了不同的熱變化，表現(xiàn)出了跟冷軋、熱軋板大不相同的組織特點(diǎn)。鑄軋板的組織特點(diǎn)在一定程度上影響著下一步的冷軋、退火行為。1.1 顯微組織結(jié)構(gòu)鑄軋板帶一般都具有極為細(xì)小的內(nèi)部顯微組織，這主要是由于鑄軋板在鑄軋區(qū)內(nèi)結(jié)晶時(shí)，其冷卻速度特別快，短時(shí)間的凝固過(guò)程能產(chǎn)生很好的凝固效果。這些細(xì)小枝晶網(wǎng)絡(luò)的形成對(duì)中間金屬化合物的微小顆粒產(chǎn)生很大的促進(jìn)功能作用于材料性能的改進(jìn)上。能夠促進(jìn)鑄軋板的強(qiáng)度和硬度進(jìn)一步提高，同時(shí)還保證了材料的塑性不需要降低就能現(xiàn)實(shí)。細(xì)小彌散的質(zhì)點(diǎn)有助于得到細(xì)小的再結(jié)晶晶粒。制作鋁箔時(shí)，化合物顆粒小，可減少孔隙。1.2 易形成過(guò)飽和固熔體在鋁固熔體中，合

4、金元素在鑄軋板結(jié)晶時(shí)保持極高凝固速度的情況下被強(qiáng)制固溶在鋁固熔體中，加速形成猛烈的過(guò)飽和固熔體。這些常見(jiàn)的合金元素包括錳、鎂、鉻、鐵、硅等，當(dāng)然也包括在純鋁中存在的雜質(zhì)元素。而且由于鑄軋板保持的這種極高凝固速率，晶粒中的鋁元素因其在固溶前的不規(guī)則分子運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致分布很不均勻，這時(shí)就形成了晶體內(nèi)偏析。晶內(nèi)偏析的表現(xiàn)有很多，常見(jiàn)的是水波紋樣的線條，或者在合金板材制品退火后產(chǎn)生不均勻的再結(jié)晶晶粒，影響板材的使用。對(duì)鑄軋板坯進(jìn)行均勻化處理，可以使過(guò)飽和的固熔體分解，同時(shí)也可以消除晶體內(nèi)偏析，將作為一種重要的方法改善鑄軋板材制品性能。1.3 晶體成長(zhǎng)方向性鋁金屬板材在鑄軋時(shí)，強(qiáng)烈的定向?qū)崾咕w成長(zhǎng)具有明

5、顯的方向性。眾所周知，立方晶體樹(shù)枝狀主軸沿著方向與柱狀晶的主軸方向相一致。1.4 動(dòng)態(tài)回復(fù)特性鑄軋板的組織具有特殊性，內(nèi)部組織既不是一旦成型就不會(huì)再改變的完整鑄態(tài)組織，也不是充分變形后無(wú)法再實(shí)現(xiàn)可塑的組織。它的組織具有動(dòng)態(tài)回復(fù)特性，能夠?qū)?nèi)部組織中的鑄態(tài)組織部分在經(jīng)過(guò)小區(qū)域或者小熱量的作用后發(fā)生變形，產(chǎn)生動(dòng)態(tài)回復(fù)。借助先進(jìn)顯微鏡設(shè)備能夠看出，一些外觀看上去如鑄造晶粒未充分破碎的鑄造組織，其內(nèi)部的鑄造晶粒體都發(fā)生很多因熱變形而進(jìn)行的動(dòng)態(tài)回復(fù)作用，導(dǎo)致亞晶體的產(chǎn)生。這種狀態(tài)下的鑄軋板一旦在高溫下進(jìn)行退火，勢(shì)必有再結(jié)晶出現(xiàn)，而且再結(jié)晶還會(huì)產(chǎn)生顆粒較大的晶粒。2 表面偏析區(qū)的成分分析用先進(jìn)光譜儀器對(duì)已

6、經(jīng)產(chǎn)生表面偏析的鑄軋板的表面進(jìn)行成分對(duì)比。從分析結(jié)果可以看出，鋁鑄軋板表面的偏析部位，存在鐵、硅等金屬元素，而且與正常部位相比，含量要分別高出60%到206%，而且分析得知鈦金屬的元素含量卻呈現(xiàn)出規(guī)律性的下降狀態(tài)。應(yīng)該指出，鑄軋板的表面某些部位的成分選用宏觀光譜分析時(shí)，選擇在哪個(gè)部位進(jìn)行測(cè)定，與其元素含量大小有直接的關(guān)聯(lián)影響，分析結(jié)果只能作為部分參考。從上面的規(guī)律可以看出，鐵和硅等能同鋁生成共晶組織的這些元素在偏析部位的含量明顯升高，鈦元素作為和鋁生成包晶組織的金屬在偏析部位的含量明顯降低，這樣的現(xiàn)象類(lèi)似于半連續(xù)鑄錠表面的偏析瘤，從這個(gè)成分分析上可將這種現(xiàn)象稱為表面偏析。3 表面偏析的組織分析

7、鑄軋板上的表面偏析部分，多數(shù)情況下是不易被發(fā)覺(jué)的。但經(jīng)過(guò)酸堿溶液浸泡腐蝕后容易出現(xiàn)黑色狀斑點(diǎn)，才會(huì)明顯從視覺(jué)上引起關(guān)注。當(dāng)表面偏析區(qū)上方有光線掠射或掃射過(guò)時(shí)，偏析處的反光明顯比正常區(qū)域的反光效果差，表現(xiàn)為偏析處稍微發(fā)暗。通過(guò)手感觸摸能夠發(fā)現(xiàn)，偏析區(qū)的觸感與相鄰部位相比是不同的。在深度顯微觀察后能發(fā)現(xiàn)，偏析區(qū)比相鄰部位的晶粒細(xì)小很多。通過(guò)鑄軋板表面偏析的橫斷面觀察可知，由于偏析區(qū)的共晶量增多，表面層枝網(wǎng)絡(luò)連續(xù)且較為厚實(shí)，大多數(shù)增多的化合物為AlFeSi。4表面偏析產(chǎn)生的原因1.1 熱接觸不良鑄軋板的表面偏析和連續(xù)鑄造的鑄錠表面的偏析瘤是屬于同一類(lèi)型現(xiàn)象，此現(xiàn)象稱之為反偏析。鑄造金屬內(nèi)部的空隙影響

8、導(dǎo)熱和散熱過(guò)程，使得熱接觸不良是反偏析出現(xiàn)在金屬表面的充分條件。從鑄軋板表面組織能夠看出，表面偏析區(qū)和周?chē)噜弲^(qū)域的晶粒種類(lèi)不同，前者為細(xì)晶粒，后者則為粗晶粒。通過(guò)對(duì)細(xì)晶粒區(qū)的兩側(cè)麥穗裝晶粒集合方向判定，結(jié)晶先發(fā)生在偏析區(qū)后開(kāi)始在粗晶粒區(qū)后結(jié)晶。這說(shuō)明能夠與鑄軋輥面最先接觸的是偏析部位的熔體，通過(guò)接觸形成凝殼后，位于兩側(cè)區(qū)域的熔體才不斷通過(guò)凝殼向外導(dǎo)出熱量，而凝殼兩邊的晶粒也同時(shí)在兩側(cè)熱熔體中成長(zhǎng)，兩側(cè)的熔體相繼與鑄軋輥面接觸才能算是組織的正常形成。4.2鑄嘴問(wèn)題實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)的鑄軋過(guò)程中，一旦表面偏析出現(xiàn)在幾個(gè)鋁材卷之間，不發(fā)生間斷，不改變位置，可能采用拆卸鑄嘴的經(jīng)驗(yàn)方法實(shí)現(xiàn)對(duì)表面偏析的控制和

9、消除，由此過(guò)程能夠得出，鑄嘴的構(gòu)造和使用狀態(tài)是鑄軋板表面偏析的產(chǎn)生的一方面原因。通過(guò)觀察鑄軋板下表面偏析的輕微局部的取樣，能夠看出凝殼是成半島狀分布的，凝殼中間有橫帶出現(xiàn)，同時(shí)相比較發(fā)現(xiàn)鑄出輥面上的縱向痕跡并不很清晰，說(shuō)明凝殼上的橫帶和輥面之間有氣隙，這時(shí)橫帶上開(kāi)始出現(xiàn)了表面偏析的點(diǎn)狀分布。證實(shí)了鑄嘴的局部脫落會(huì)引發(fā)局部熔體先和輥面接觸，會(huì)引起局部表面偏析。1.3 冷卻強(qiáng)度通過(guò)研究，造成鑄軋板表面偏析的主要原因來(lái)自于合金熔體的冷卻強(qiáng)度。冷卻強(qiáng)度又被稱作冷卻速度，其參數(shù)的改變對(duì)鑄錠的組織影響巨大。一旦冷卻強(qiáng)度增大，速率明顯提升，此時(shí)能容易形成細(xì)化的晶內(nèi)組織結(jié)構(gòu)。冷卻強(qiáng)度增大后，鑄錠的金屬補(bǔ)縮條件

10、將得到進(jìn)一步改善，鑄錠的致密度因氣孔的消失而提高，有效改善了偏析區(qū)域的惡劣程度。由冷卻強(qiáng)度導(dǎo)致的表面偏析現(xiàn)象可以實(shí)現(xiàn)在線調(diào)整，加大冷卻強(qiáng)度，對(duì)冷卻水的壓力、流量和水溫進(jìn)行數(shù)據(jù)上的有效控制。并適當(dāng)增大鑄軋過(guò)程的的軋制力，限制降低鑄軋速度，提升前箱液位，適當(dāng)降低鋁水溫度可減輕或消除偏析缺陷。5 鑄軋板表面偏析對(duì)于板材性能的影響通過(guò)選用同樣寬度同樣材質(zhì)的板材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較，一些是中間具有偏析條的，一些則保持正常。兩種板材在做拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)，所有帶偏析的試樣都沒(méi)有在出現(xiàn)偏析處折斷，強(qiáng)度并未出現(xiàn)過(guò)大變化，但是延伸率降低了，同時(shí)存在偏析的鋁制產(chǎn)品，在沖壓過(guò)程中表面會(huì)產(chǎn)生偏析紋路，及影響產(chǎn)品性能，又影響產(chǎn)品美觀.

11、使用10%勺NaOHS液分別滴于板材偏析部位和正常部位，發(fā)現(xiàn)兩部位的放出氣泡的時(shí)間基本相同。但是正常部位的氣泡是密細(xì)又均勻出現(xiàn)分布的，偏析區(qū)在偏析斑點(diǎn)上形成大而密集的氣泡，最后形成了黑色的腐蝕斑點(diǎn)。板材經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化形成氧化保護(hù)膜后，氧化膜無(wú)法再偏析斑點(diǎn)區(qū)生成，在偏析斑點(diǎn)形成了黑色斑點(diǎn)，視覺(jué)上極易分辨。因此存在偏析的板材不能用來(lái)做裝飾使用。6 結(jié)語(yǔ)經(jīng)過(guò)上述的鑄軋板表面偏析的規(guī)律性分析，了解鋁合金鑄軋板有時(shí)會(huì)在表面出現(xiàn)的縱貫整卷的帶狀的表面偏析，此偏析現(xiàn)象屬于反偏析。表面偏析對(duì)板材強(qiáng)度并不構(gòu)成影響，但是大大降低了板材塑性及美觀，影響板材使用。保持對(duì)鑄軋板的均勻化處理，加大過(guò)飽和的固熔體分解速率，增

12、加冷卻強(qiáng)度，研發(fā)鑄嘴的新構(gòu)造和新工藝，積極改善鑄軋板表面偏析現(xiàn)象。參考文獻(xiàn)1 劉靜安，謝水生.鎂合金板帶鑄軋凝固前沿控制及缺陷成形機(jī)理研究D.上海大學(xué)，2012.2 翁文憑，鄧康，任忠鳴.鎂合金鑄軋過(guò)程中表面點(diǎn)狀偏析形成機(jī)制J.稀有金屬材料與工程，2013.文檔資料:簡(jiǎn)析鑄軋板的表面偏析規(guī)律性完整下載完整閱讀全文下載全文閱讀免費(fèi)閱讀及下載閱讀相關(guān)文檔:淺談鋁圓片在炊具制造中的工藝性能及優(yōu)勢(shì)彩色涂層鋁板常見(jiàn)質(zhì)量缺陷成因及對(duì)策分析炊具用鋁合金圓片的工藝缺陷分析及改善方法探究清單計(jì)價(jià)模式工程量結(jié)算方式改進(jìn)問(wèn)題研究林業(yè)生態(tài)旅游氯堿化工設(shè)備的腐蝕及防腐管理研究論基層鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)田的水利建設(shè)淺談提高鋁合金材料性能的熱處理獼