5052铝合金轧制织构演变的定量分析
5052铝合金热拉伸流变应力及实心凸起板锻造成形研究
第50卷第11期2019年11月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University(Science and Technology)V ol.50No.11Nov.20195052铝合金热拉伸流变应力及实心凸起板锻造成形研究林启权1，王晓伟1，董文正1,2,3，李彦涛1，王志刚3(1.湘潭大学焊接机器人与应用技术湖南省重点实验室，湖南湘潭，411105；2.华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室，湖北武汉，430074；3.日本岐阜大学机械与系统工程系，日本岐阜，501-1193)摘要：采用Instron3369电子万能试验机对5052铝合金板进行热拉伸实验，研究该合金在变形温度为523～723K，应变速率为0.001～0.100s−1条件下的流变应力行为。
将实心凸起板锻造成形数值仿真结果与板锻造成形实验结果进行对比。
研究结果表明：5052铝合金的流变应力随温度升高而降低，随应变速率增大而增大；可用Zener-Hollomon参数的Arrhenius双曲正弦关系来描述该合金的热流变应力行为，其变形激活能为162.72kJ/mol；该热拉伸本构方程可以准确描述板锻造成形凸起过程的特征，且在673K时实心凸起板锻造成形性能最好。
关键词：5052铝合金；高温拉伸；本构关系；板锻造；数值仿真中图分类号：TG314.4文献标志码：A文章编号：1672-7207（2019）11-2695-08Research on heat-tensile flow stress and solid boss plate forgingfor5052aluminum alloyLIN Qiquan1,WANG Xiaowei1,DONG Wenzheng1,2,3,LI Yantao1,WANG Zhigang3(1.Hunan Key Laboratory of Welding Robots and Applied Technologies,Xiangtan University,Xiangtan411105,China;2.State Key Laboratory of Material Forming and Mould Technology,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan430074,China;3.Department of Mechanical and Systems Engineering,Gifu University,Gifu501-1193,Japan)Abstract:The flow stress behavior of5052aluminum alloy during hot tensile deformation was studied by thermal simulation test at the deformation temperature of523−723K and the strain rate of0.001−0.100s−1on the Instron3369universal testing machine.The numerical simulation results of the solid boss caused by plate forging was compared with those of the experiment of sheet forging.The results show that the flow stress of5052 aluminum alloy decreases with the increase of temperature and increases with the increase of strain rate.The flow stress can be represented by a Zener-Hollomon parameter in the hyperbolic sine equation,with the hot收稿日期：2019−03−29；修回日期：2019−05−22基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(51575467,51605408)；材料成形与模具技术国家重点实验室开放课题研究基金资助项目(P2018-010)；湖南省自然科学基金资助项目(2019JJ50604)(Projects(51575467,51605408)supported by the National Natural Science Foundation of China;Project(P2018-010)supported by the Open Foundation of the State Key Laboratory of Material Forming and Mould Technology;Project(2019JJ50604)supported by the Natural Science Foundation of Hunan Province)通信作者：董文正，博士，副教授，从事塑性加工摩擦与润滑等研究；E-mail:**************.cnDOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2019.11.008第50卷中南大学学报(自然科学版)deformation activation energy being162.72kJ/mol.The constitutive equation can accurately describe the characteristics of the solid boss caused by plate forging,and the forming property of the solid boss plate forging isthe best at673K.Key words:5052aluminum alloy;high temperature tensile;constitutive model;plate forging;numerical simulation铝合金作为一种密度低、比强度高的轻合金材料被广泛应用于汽车制造、航天航空等工业领域。
热轧变形对5052铝合金组织与力学性能的影响
ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｍｉ ｅ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｓ（ ０Ｍ ） ，ｓ ｃ ａ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｙ（ Ｓ Ｅ Ｍ ）ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｐ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｄ ｉ ｓ — ｐ ｅ ｒ ｓ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｙ（ ＥＤＳ ） ，Ｘ － ｒ ａ ｙ ｄ ｉ ｆ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ（ ＸＲＤ）ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｌ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｓ ．Ｔｈ ｅ ａ ｓ — ｃ ａ ｓ ｔ ＡＡ５ ０ ５ ２ ａ ｌ ｕ ｍｉ ｎ ｕ ｍ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｈ ｏ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｔ ５ ４ ａ ｎ ｄ ７ ５ ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｅ ｘ ｈ ｉ ｂ ｉ ｔ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ －
ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ａ ｒ ｅ ａ ｌ ｌ ｅ ｌ ｏ ｎ ｇ ａ ｔ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｈｏ ｗｅ ｖ ｅ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｓ ｈ ａ ｖ ｅ ｎ ｏ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｂ ｙ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｈ ｏ ｔ
ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｈ ｏ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ｓ ａ ｒ ｅ ａ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｈ ｏ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｎ ｔ ｌ ｙ ． Ｔｈ ｅ ｇ ｒ ａ ｉ ｎ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ａ ｒ ｓ ｅ ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ
合金元素Mg_Cr对5052铝合金性能和组织的影响_雷正平
1#
196
102
22.0
2#
205
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320℃/3h
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5#
205
110
22.5 320℃/5h
说明：性能结果为四个平行试样的平均值。
试验结果表明，5052合金中，影响合金力学
性能的合金元素主要是Mg和Cr，Mg并不是合金唯
一的强化元素。比较1#、2#和4#合金的化学成分
-
2# Al8Mg5相 97.15 2.85
-
-
-
2# Al7Cr相 86.66 2.48 0.43 10.14 0.30
3# Al7Cr相 69.68 0.85 0.69 25.72 0.34
4# Al7Cr相 71.56 1.29 0.42 20.11
-
5# Mg2Si相 46.43 1.33 -
铝合金中的弥散相的形成，主要通过在铝合金 中添加低溶解度和低扩散系数的过渡族元素和稀土 元素，铸造时快速冷却，使这些元素保留在a(A1) 中，随后高温加热析出稳定的第二相弥散粒子。 5052铝合金中合金元素Cr的作用主要是弥散相强 化。含有Cr、Mn等过渡金属元素的铝合金在半连 续铸造时，由于强烈冷却，易形成这些元素在 a(A1)中的过饱和固溶体；这种过饱和固溶体不稳 定，铸锭在随后均匀化退火和塑性变形过程中，过
铝合金中Cu、Mg、 Zn、Mn等元素都能溶入 铝中形成固溶体，产生固溶强化[7]。5052铝合金中 合金元素Mg的作用主要是固溶强化。固溶强化的 来源于溶质原子对位错的钉扎作用，这种作用包 括位错与溶质原子间的长程交互作用和短程交互 作用。
电磁场对5052铝合金铸轧板材组织性能的影响
电磁场对5052铝合金铸轧板材组织性能的影响苏鑫，许光明【摘要】在传统铸轧过程中施加静磁场和交变振荡电磁场，生产5052铝合金板材，并主要通过显微观察，研究了铸轧工艺对板材的显微组织的影响.结果表明：在浇铸温度为690℃下，同传统工艺板材相比，施加静磁场(0.25T)生产的5052铝合金板材枝晶生长受到抑制，显微组织得到细化并分布均匀化，但晶粒大小不均匀；采用0.25T磁场和450A的交变电流生产时，产生电磁振荡效应，中心组织为均匀的等轴晶.交变振荡电磁场铸轧使整个板材等轴化效果最好.屈服强度和抗拉强度分别为122和235MPa，板材性能最优.【期刊名称】东北大学学报（自然科学版）【年(卷),期】2014(035)006【总页数】4【关键词】关键词：双辊铸轧；5052铝合金；静磁场；交变振荡电磁场；显微组织5052铝合金具有良好的成形加工性能、抗蚀性、可焊性、疲劳强度与中等静态强度.广泛用于制造飞机油箱、油管，以及交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、线材等[1-2].5052铝合金是A1-Mg合金，镁是其主要合金元素.工业5xxx系铝合金镁质量分数一般不超过5.5%.镁原子直径要比铝原子直径略大，因而能形成很强的固溶强化[3].虽然镁在铝中的固溶度随着温度的降低而迅速减小，但由于沉淀相形核困难，核心少，沉淀相尺寸大，因而合金的时效效果差，镁优先呈阳极相Mg4Al8或Mg5Al3在晶界沉淀，从而使合金有产生晶间裂纹及应力腐蚀的倾向[4].因此，降低合金板材中沉淀相的产生和长大，是显著改善合金使用性能的重要手段.电流凝固技术的起源可追溯到1861年Gerardin首次发现液态金属的“电迁移”现象[5].近20年来，应用电磁场处理材料一直备受关注，材料电磁加工(electromagnetic processing of materials，简称 EPM)已成为金属材料基础研究和开发制备新技术领域的重要研究方向之一，已形成多学科交叉、应用领域广泛、工艺方法众多的一门边缘科学[6].本文通过对5052铝合金板材的常规铸轧组织、静磁场铸轧组织、交变振荡电磁场铸轧组织的金相对比分析，研究电磁场对5052板材微观组织的影响规律.1 实验材料和实验方法本实验采用主要成分(质量分数，%)为Al- 2.8Mg- 0.5Cr- 0.4Mn- 0.25Si的5052合金.工业重熔铝锭(99.83% 纯铝)在石墨黏土熔炼炉内加热到720℃并熔化保温20min后，再将Mg等各种合金材料按照预先设计好的比例投入熔炼炉内，盖上保护罩，开始冶炼.缓慢降温并在670℃进行扒渣和除气等一系列工艺流程.当炉内温度达到690℃后，进行铸轧.轧辊规格为φ500mm×500mm，见图1.铸轧实验分三部分：常规铸轧；静磁场铸轧，磁场大小为0.25T；交变振荡电磁场铸轧，直流磁场大小为0.25T, 电流450A. 经过多次实验，铸轧出表面质量和板型都良好的厚度为 5mm 的5052铝合金板材.切样后，在300℃下保温1h 后空冷.在板材中部，即板材表面下2至3 mm范围内，拍摄金相观察照片.采用Leica光学显微镜进行显微组织观察.为了检测电磁铸轧-轧制-退火铝合金板材的力学性能，采用双辊不可逆轧机将试样冷轧至板厚为1mm.在360℃下保温3 h后空冷，利用线切割机截取标准拉伸试样.随后利用CMT5105电子万能试验机进行室温拉伸性能测试，拉伸速率为1mm/min.3组铸轧实验中，每组铸轧板材分别拉伸3个试样，拉伸结果为3个拉伸数据的平均值.2 结果与讨论2.1 铸轧对板材的微观组织的影响图2a为传统铸轧方式下生产的5052合金微观组织.当板材离开轧辊后，此时的晶粒的结晶过程可以看成普通铸造的结晶过程，熔体边缘向中心逐渐推进凝固.由金属凝固特征可以了解，处于中心位置的合金熔体，与轧辊边缘存在较长的距离，因而热量散失最慢且无明显方向性.初生晶核可以在合金液体中自由形核及生长，在各个方向上长大速度几乎相同，即等轴晶.由于在变形区晶粒受来自轧辊的挤压力的作用，有些晶粒呈现沿轧辊方向拉长的形貌.然而在表面处，温度梯度远大于中心区域，因而强过冷度导致铝熔体形核率明显提高，大量的初生晶核拥挤在面积相对不大的固-液界面.随着熔体热沿轧辊径向散失，初生晶核择优方向生长，显示出细小沿轧向的树枝状晶体[7].图2b中，在铸轧区施加0.25T的磁场，明显发现板材中心组织要比传统铸轧条件下的中心组织细小，并且还有少量被拉长的晶粒和粗大的等轴晶.虽然静磁场条件下有很细小的晶粒，但是细化晶粒的效果并不均匀.这是由于铝合金熔液中，存在大量带电粒子，如Mg2+，Cr3+和Mn2+等，在磁场洛仑兹力的作用下发生定向偏移.带电粒子运动的结果就是，增加了溶质原子在熔体中的润湿效应，导致溶质更为均匀地分散在铝基体中[8].随着热量的散失，大量Mg2+被固定在基体原子中，宏观表现为晶内的偏析大幅度降低.另外，同传统工艺相似，在轧辊的碾压作用下，表面处枝晶被沿轧向拉长，因而凝固特征十分显著.在铸轧区内施加0.25T的磁场和450A的交变电流后，根据电磁感应定律[9]，熔体内部产生一个大小和方向都在变化的电磁振荡力，其中大小变化频率为200Hz，方向变化频率为100Hz.因而熔体局部产生搅拌作用，使整体熔体部分的温度梯度减少.在这种条件下，结晶过程可以同时围绕着初生晶核进行，导致晶体数量增加并出现细小的等轴晶，如图2c所示.中心部分晶粒与在静磁条件下铸轧板组织相似，但等轴化程度达到最高.在电磁搅拌的同时，电磁振荡力能在生长的枝晶上产生机械剪切作用，使枝晶破碎，破碎下的碎块漂浮在熔体中，成为新的结晶核心，同样增加了晶核数目导致早期的柱状晶区等轴化[10].2.2 板材强度分析图3为冷轧后，各种生产方式条件下的显微结构观察照片.可以看出，图3a中，由于轧辊压下的作用，枝晶被折断碾压成沿轧制方向分布的长条状晶粒，因而出现长而窄的偏析条带；图3b中由于静磁场对结构的影响，大量的枝晶被等轴化.因此经过轧辊的碾压，晶粒几乎被破坏粉碎，沿轧向的条状晶粒并不明显，但少量相粉碎后重新偏聚，偏析带仍然可见.冷轧后的板材晶粒尺寸明显减小，结构更为紧密.图3c中，类似的等轴晶被粉碎，晶粒尺寸明显减小.同时由于交变振荡电磁场增加了元素在基体中的固溶度，析出相在基体中的含量减少.因此经过冷轧，没有明显偏析带出现.由此可见，经过电磁场铸轧后的板材，在结构的均匀方面，明显优于传统方式生产的板材.由相关文献了解，阻碍滑移的晶界越多，屈服极限也就越高.关于屈服极限σy与晶粒尺寸d的关系为Hall-Petch方程[11]：σy=σi+Kd-1/2.式中σi和K均为常数.由此可知，晶粒越细小，材料的屈服强度越高.在拉伸过程中，5052铝合金薄板试样拉伸载荷增加到某一程度后，除了发生弹性变形外，同时还发生塑性变形.加工硬化达到一定程度，硬化作用和应变软化作用达到平衡，彼此相抵，应力值基本保持不便，进入了稳定应变阶段，直至断裂.图3为传统加工生产5052板材的应力-应变曲线.如图所示，无磁场条件下板材的屈服应力为89 MPa，抗拉强度最大值可达205MPa，断裂伸长率为约0.22.表1显示在不同加工条件下拉伸试样的强度指标.最高屈服强度和抗拉强度分别为122和235MPa，最低断裂伸长率为0.165.这是由于施加电磁场以后，在电磁振荡力的作用下，板材的晶粒变得细小，组织比较均匀，材料不会在局部应力集中而出现裂纹导致断裂破坏.另外，施加电磁场都会显著使材料组织更为均匀.同传统工艺条件下生产的板材相比，强度提高了近35%.除了细晶强化作用以外，更重要的是交变振荡电磁场能有效减少镁原子在晶内的偏析，使镁原子均匀地扩散在基体中，由此产生更强的固溶强化作用.由于铝原子半径为0.143 nm，镁原子半径为0.162nm，固溶体中溶质与溶剂的原子半径差所引起的弹性畸变，与位错之间产生的弹性交互作用，增加了滑移面上运动的位错滑移的阻碍力[12].固溶体中溶质原子的含量越高，固溶强化作用就越大.固溶强化效果最好为施加交变振荡电磁场的铸轧工艺，其次为施加静磁场的铸轧工艺，而传统工艺的固溶效果最差.3 结论1)同传统铸轧工艺相比，电磁场铸轧可以细化5052铝合金铸轧区显微组织，然而静磁场铸轧条件下的晶粒细化的程度更高，方向性减弱；交变振荡电磁场铸轧条件下产生的组织均匀且等轴化程度最高，晶粒生长不具有明显方向性.2)在静磁场和交变振荡电磁场下，晶内偏析明显降低.交变振荡电磁场下的固溶效果最明显.3)施加电磁场可以明显提高板材的强度.施加交变振荡电磁场使板材强度提高最多，屈服强度和抗拉强度的最大值分别为122和235MPa.同时在该工艺下的断裂伸长率最低，最低值为0.165.综合比较，施加交变电磁场铸轧5052铝合金的组织性能改善最佳.参考文献：[1] Li L,Zhang Y D,Esling C,et al.Formation of feathery grains with the application of a static magnetic field during direct chill casting of Al-9.8wt.% Zn alloy[J].Journal of Material Science,2009,44:1063-1068. 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多道次拉伸和感应电流处理5052铝合金的力学性能和显微组织演变
多道次拉伸和感应电流处理5052铝合金的力学性能和显微组
织演变
王世鹏;崔晓辉;肖昂;余卓行;杜志浩
【期刊名称】《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》
【年(卷),期】2024(34)1
【摘要】提出一种多道次拉伸和感应电流处理(IEPT)相结合的复合成形方法,采用TEM和EBSD揭示感应电流对材料显微组织和力学性能的影响规律。
结果表明,采用4次拉伸5%和拉伸后放电,材料伸长率比原始材料增加145%。
预拉伸试样经过IEPT处理后,强度下降、塑性提高,材料的位错密度下降,晶粒变形结构向亚结构转变,同时晶粒尺寸略有增加。
感应电流减弱材料的各向异性,出现新的<111>//TD 织构。
电塑性效应和焦耳热效应的结合增强位错运动和空位移动。
采用ANSYS软件模拟板料的温度分布,最高温度达到144.7℃。
材料强度的理论计算结果与实验数据一致。
【总页数】15页(P65-79)
【作者】王世鹏;崔晓辉;肖昂;余卓行;杜志浩
【作者单位】中南大学轻合金研究院;中南大学机电工程学院;中南大学高性能复杂制造国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TG1
【相关文献】
1.模压变形5052铝合金的显微组织与室温拉伸性能
2.5182铝合金多道次热轧显微组织演变的实验模拟
3.多道次高转速搅拌摩擦加工对AZ31合金加工区显微组织演变、腐蚀行为和力学性能的影响
4.电脉冲拉伸下5052铝合金的变形行为及微观组织和织构演变
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AA5052铝合金热粗轧轧制力模型的研究
条件 不 太 符 合 ， 因此 多用 于 冷 轧板 带 的平 均 单 位
压 力计算 。
两 姆 斯 解 法 是 在 奥 罗 万 单 位 压 力 平 衡 微 分 方 程 的基 础 上 进 行 求 解 ，奥 罗万 的假 设 与 卡 尔 曼 的 假 设 最 重要 的 区 别在 于不 承认 接 触 弧 上 各 点 的摩 擦 系 数 恒 定 ，而认 为轧 件 与轧 辊 间 是 否 产 生 滑 移
翻 以精 轧机 的轧机 调 整 为对 象对 铝 热 轧机 计 算机 控制 数学 模 型 的编 制方 法 进行 了研 究 。刘 晓波 等 ｌ ４ 在 前 人 的基 础 上 ，建 立 了２ ０ ｍｍ 精 轧 销板 带 轧 ８０ 热 制 力 模 型 。但 是 在 热 轧 中 ，不 论 对 粗 轧 机 还 是 精 轧机 ，轧 制力 的计算 是 计算 机 最重 要 的任 务 之 ～ 。 基 于 上 述 原 因 ，本 文 对铝 合 金 热 粗 轧 过 程 的 轧 制 力 模 型 进 行 研 究 ，详 细分 析 了轧 辊 的弹 性 压 扁 半
式 中 ，Ｑ 为应 力状 态 系数 ；Ｋ 为平 面 变形 条件
下材料 的变 形抗 力 ，ＭＰ 。 ａ
小 完全取 决 于单 位 压力 值 及其 分 布特 征 。轧制 力Ｐ
的计算 公式 一般 可写成 下列 形式 ：
（） １
ｌ＝ ＿ ｃ、 × （） ２
综 上 所 述 ，建 立 轧 制 力 计 算 模 型 ，主 要 取 决 于３ 因素 ：轧 辊 的 弹 性 压扁 半 径 Ｒ、应 力 状 态 系 个
ｎＴ ； 为平 均 单 位 压 力 ，ＭＰ ；Ｂ 为轧 制 前 后 变 ３ｌ １ ａ
形 区轧件 平均 宽度 ，ｒｍ；ｌ ａ ｃ 为接触 弧长 ，ｍ ｍ；Ｒ为 考 虑 弹 性 压 扁 的 轧 辊 半 径 ，ｒｍ；Ｚ 为 道 次 压 下 ａ ｉ ｈ
5052铝合金材料研究进展_蔡辉
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蔡 辉：5052铝合金材料研究进展
技术工程
熔点组成物，凝固过程中在铸锭收缩产生的挤压力 的作用下有可能被排挤出铸锭表面形成偏析瘤。并 且凝固过程中铸锭周边凝固层收缩和结晶器之间形 成气隙，使得凝固层从液穴中导入的热量超过了从 气隙导出的热量，发生了所谓的二次加热，当二次 加热温度超过低熔点组成物的熔点时，就会发生重 熔现象，这些重熔化合物在液穴熔体产生的静压力 的作用下被排挤到铸锭表面形成偏析瘤，而且低熔 点组成物复熔时，在铸锭内气体膨胀压力的作用 下，也有可能被排挤到铸锭表面形成偏析瘤。通过 增加水冷强度的办法细化了铸锭周边先凝固表层的 晶粒，同时使得先凝固薄层的厚度增大，晶粒细化 使得表层强度增加，晶界变得更加曲折，聚集在晶 界的易熔组成物被分散，使得低熔点组成物难以沿 晶界被排挤到铸锭表面，同时凝固层厚度的增加也 使得组成物被排挤到表面的难度增大，这样就减少 了表面偏析瘤的生成，提高了铸锭的表面质量。
Q.Zeng[14]等研究了单道次热轧连铸5052合金的 织构变化率。热轧开坯温度和终轧温度分别为 482℃和400℃，扁锭厚度从21.5mm轧制到8.6mm。 用XRD、SEM和光学显微镜研究了织构和微观结构 的演变。研究发现，轧制率超过38%时晶粒结构由 等轴晶转变为明显拉长晶粒。随着热轧轧制率的提 高， 纤维织构迅速增加，其他织构改变较小。在
W.Tong[9]等研究了 AA5052-H32薄板中的锯齿 流变特性，研究了动态应变时效对准静态单轴拉伸 下 商 用 Al-2.5%Mg薄 板 锯 齿 流 变 的 特 性 (或 者 PLC 带)的影响。试样的厚度、宽度、载荷条件(试验机 刚度与剪切头速度)和机械抛光对锯齿流变特性有 明显影响。拉伸试验中的应力松弛和完全卸载造成 的 中 断 对 随 后 的 锯 齿 流 变 影 响 甚 小 。 AA5052H32受轴向载荷时的锯齿流变和拉伸试样表面的与 拉伸轴成59±10°的狭窄变形带有关。变形带的应 变分布表明变形带呈现钟状，而不是阶梯形，也表 明变形带的形成受局部形核和多晶薄板截面生长过 程的控制。
《6082铝合金冷轧与再结晶织构演变和力学性能研究》范文
《6082铝合金冷轧与再结晶织构演变和力学性能研究》篇一6082铝合金冷轧与再结晶织构演变及力学性能研究一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金因其轻质、高强、耐腐蚀等特性，在航空、汽车、机械制造等领域得到了广泛应用。
6082铝合金作为一种典型的可热处理强化型合金，具有优良的塑形加工性能和较高的强度，广泛应用于结构件的制造。
而冷轧和再结晶工艺作为其加工过程中的关键环节，对铝合金的织构演变和力学性能有着重要影响。
本文针对6082铝合金的冷轧与再结晶过程，深入研究了其织构演变及力学性能的变化规律。
二、6082铝合金冷轧工艺与织构演变2.1 冷轧工艺冷轧是一种通过塑性变形来改变金属材料组织和性能的加工方法。
在6082铝合金的冷轧过程中，通过控制轧制温度、轧制速度和轧制道次等工艺参数，实现材料的形变强化和晶粒细化。
2.2 织构演变冷轧过程中，由于晶粒的塑性变形和再结晶的进行，6082铝合金的织构会发生显著变化。
通过EBSD（电子背散射衍射）等手段，可以观察到随着冷轧变形程度的增加，织构逐渐由初始的随机状态转变为具有特定取向的织构。
这种织构的演变对合金的力学性能有着重要影响。
三、再结晶过程及织构演变3.1 再结晶过程再结晶是金属材料在热处理过程中，通过形成新的无畸变晶核并逐渐取代形变晶体的过程。
在6082铝合金的再结晶过程中，新晶核的形成、长大及最终形成稳定的再结晶组织，是提高材料力学性能的关键。
3.2 织构演变再结晶过程中，织构会经历由形变织构向再结晶织构的转变。
再结晶后的织构通常更加均匀、有序，有助于提高材料的塑性和韧性。
通过研究再结晶过程中的织构演变规律，可以更好地控制合金的力学性能。
四、力学性能研究4.1 拉伸性能拉伸试验是评价金属材料力学性能的重要手段。
通过对6082铝合金进行不同工艺条件下的拉伸试验，发现随着冷轧变形程度的增加和再结晶过程的进行，合金的屈服强度、抗拉强度和延伸率等力学性能指标均有所提高。
《6082铝合金冷轧与再结晶织构演变和力学性能研究》范文
《6082铝合金冷轧与再结晶织构演变和力学性能研究》篇一6082铝合金冷轧与再结晶织构演变及力学性能研究一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金因其轻质、高强、耐腐蚀等特性，在航空、汽车、机械制造等领域得到了广泛应用。
6082铝合金作为其中的一种典型代表，其力学性能和微观结构的研究对于提高材料性能和优化生产工艺具有重要意义。
本文以6082铝合金为研究对象，重点探讨其冷轧与再结晶过程中的织构演变及力学性能变化。
二、材料与方法1. 材料准备实验所采用的6082铝合金材料，其化学成分符合国家标准。
将材料进行切割、打磨，以备后续的冷轧和再结晶处理。
2. 冷轧处理将准备好的6082铝合金板材进行冷轧处理，控制轧制温度、轧制速度等参数，以获得不同冷轧程度的样品。
3. 再结晶处理对冷轧后的样品进行再结晶处理，包括加热、保温和冷却等过程。
通过调整再结晶温度和时间，研究再结晶过程中织构的演变。
4. 测试方法采用X射线衍射技术、电子背散射衍射技术等手段，对样品的织构进行定量分析；利用拉伸试验机测试样品的力学性能。
三、冷轧与再结晶过程中的织构演变1. 冷轧过程中的织构演变在冷轧过程中，6082铝合金的晶粒发生了显著的变形和重排。
随着冷轧程度的增加，晶粒逐渐沿轧制方向拉长，同时产生了明显的织构变化。
通过X射线衍射和电子背散射衍射技术分析发现，冷轧后的样品呈现出较强的基面织构和剪切织构。
2. 再结晶过程中的织构演变再结晶过程中，晶粒通过形核和长大机制进行恢复和再组织。
随着再结晶的进行，织构逐渐发生变化。
基面织构的强度逐渐减弱，而新的织构组分开始出现并逐渐增强。
再结晶温度和时间对织构演变具有重要影响，适当调整工艺参数可获得理想的织构状态。
四、力学性能研究1. 抗拉强度与延伸率通过对不同冷轧程度和再结晶条件下的样品进行拉伸试验，发现6082铝合金的抗拉强度和延伸率均随冷轧程度的增加而提高。
再结晶处理后，样品的抗拉强度和延伸率进一步得到提高，表明再结晶过程能够有效地改善材料的力学性能。
5052合金H32＼H22状态带材生产工艺研究
5052合金H32＼H22状态带材生产工艺研究（乳源东阳光精箔有限公司，广东韶关512700）5052铝合金属于Al-Mg合金，根据其用途，半硬态产品主要包含H32、H22两种。
根据试验确立了两种加工工艺。
既通过加工率选择，稳定化温度与时间选择、成品退火温度与时间的选择确定工艺。
组织与力学性能表明，5052合金H32状态板材，经过140℃／4h稳定化处理，可获得满足技术条件，σb达到228MPa；δ为8.5%，H22工艺通过成品退火温度与时间的控制，使得H22卷材的力学性能控制在优良水平。
标签：Al-Mg合金；稳定化；成品退火；晶粒；机械性能1 试验方案1.1 试验材料采用半连续铸轧生产的5052合金方锭，成分控制为表1中成分要求，锯切为规格450mm*1180mm*5300mm铸锭，成品规格0.6mm*1100mm*C。
H32状态生产工艺流程为：熔炼—铸造—铣边——锯切——铣面—均热—热轧—冷轧—重卷切边+清洗—中间退火—冷轧—稳定化退火—拉弯矫—包装交货。
H22状态生产工艺流程为：熔炼—铸造—铣边—锯切—铣面—均热—热轧—冷轧—拉弯矫清洗—成品退火—拉弯矫—包装交货。
表1 5052合金各元素质量分数1.2 试验方案热轧坯料厚度6.5mm，切取样品采取360℃，2小时保温工艺退火后进行测试。
H32状态卷材工艺：热轧坯料根据成品规格，预留不同压下量，既厚度分别为0.75mm（20%预留），0.8mm（25%预留），0.86mm（30%预留），0.92mm（35预留），1.0mm（40%预留），1.3mm（54%预留），上述各厚度坯料经过360℃，2小时退火后，再由四重不可逆冷轧机轧制至成品厚度0.6mm，将不同冷变形量的成品带材进行不同温度稳定化退火试验，退火温度选择120，140.160，180，200℃等七个温度，用空气退火炉加热，随炉升温，打点偶测温，金属到温后保温4小时。
H22状态卷材工艺：热轧坯料厚度为6.5mm，由四重不可逆冷轧机5-7个道次直接轧制至成品厚度。
脉冲铸轧5052铝合金板坯的组织及性能
脉冲铸轧5052铝合金板坯的组织及性能苏鑫; 高伟; 柯长奋; 赵加钰; 许光明【期刊名称】《《轻合金加工技术》》【年(卷),期】2019(047)010【总页数】5页(P20-24)【关键词】双辊铸轧; 5052铝合金; 脉冲电流; 显微组织【作者】苏鑫; 高伟; 柯长奋; 赵加钰; 许光明【作者单位】沈阳大学机械工程学院辽宁沈阳110044; 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819【正文语种】中文【中图分类】TG146.215052铝合金具有良好的成形加工性能、抗蚀性、可焊性、疲劳强度与中等静态强度等 [1-2]，被广泛用于制造飞机油箱、油管，车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉等。
Mg是5052铝合金固溶强化的主要添加元素[3]。
虽然Mg在铝中的固溶度随着温度的降低而迅速减小，但由于沉淀相形核困难，因而合金的时效效果差。
Mg优先呈阳极相Mg4Al8或Mg5Al3在晶界沉淀，使合金有产生晶间裂纹及应力腐蚀的倾向 [4]。
因此，抑制合金板材中沉淀相的产生和长大，是改善合金使用性能的重要手段。
三十年来，我国电磁技术快速发展。
将脉冲电流引入合金熔体凝固过程，通过电磁搅拌、振荡等效果实现合金组织细化、结构均匀化等一系列优化[5]。
已有研究表明[6]，外加电磁场能够对合金熔体的凝固过程产生显著的影响，鉴于凝固组织具有强烈的遗传性，通过施加电磁场控制凝固过程、提高合金性能的研究具有重要的意义。
本试验通过对5052铝合金铸轧过程施加300A脉冲峰值电流和不同频率的脉冲电流，观察铸轧板坯的微观组织形貌并对比分析板坯的力学性能，探讨脉冲电流对5052铝合金铸轧板坯组织及性能的影响。
1 试验材料和方法试验材料5052铝合金的化学成分(质量分数/%)：3.23Mg， 0.164Fe，0.36Zn，0.75Si，余量为Al。
将工业铝锭(纯度99.83%)放置在RJ2-20-5 kW中频电阻炉熔炼，保持炉内温度在720℃，并在铝锭熔化后保温约20 min，再将Mg等合金元素按照预先设计比例投入熔炼炉内，盖上保护罩保温。
5052铝合金板材室温冲压成形性能研究_朱晶
将 准100 mm 圆形 5052 铝合金薄板以二硫化钼 润 滑 ， 压 边 力 为 10 kN， 冲 压 速 度 选 取 10、20、30 mm/min 进行室温冲压实验。 图 3 为 30 mm/min 冲 压速度所得的圆筒件。 其失效形式依然是在凸模圆 角部分破裂，过大的冲压速度，使得板料的变形速率 也较大，铝合金板材的流动应力也会随之增大，但是 材料的断裂抗力受变形速率的影响较小， 于是板材 较早的达到断裂阶段；另一方面，由于板材的塑性应
学性能研究;电话：18241264431; E-mail:zhujing81327@
当前， 对铝合金冲压的研究大部分集中在温成 形[4-8]，也就是将金 属加热到 室温以上至 再结晶温度 以下而进行的塑性加工。 但是对于工业化的大批量 生产， 温冲压成形的生产成本毕竟要高于室温下的 冷冲压成形， 对模具和板料的加热也势必会导致一 定的能源消耗。同时，随着材室温下深冲性能优良的 铝合金材料也不断涌现， 如何进一步提高铝合金室 温下的冲压成形性能也是值得我们继续研究的课 题。 本文从影响板材成形极限的三个因素： 润滑方 式、压边力、冲压速度分析材料的成形极限和失效形 式，得出 5052 铝合金薄板最佳的室温冲压成形工艺。
表 2 不同润滑条件下板料的冲压结果 Tab.2 Stamping results of sheets under different
lubrication conditions
润滑条件 80
无润滑 成形
凡士林 成形
冷轧CC5052铝合金板表层至中心层织构变化的X射线衍射分析
冷轧 Ｃ Ｃ ５ ０ ５ ２铝 合金 板 表层 至 中心层 织构 变化 的 Ｘ射线 衍 射分 析
陈明彪 ， 刘文 昌 ， 马 晓艺 ， 李 戬 ， 杨庆 祥 ， 王 珊 ， 马 曼 ， 刘 畅 ， Ｚ ｈ ａ ｏ Ｙ Ｍ。
１ ．青海大学机械学院 ， 青海 西宁 ８ １ ０ ０ １ ６ ０ ６ ６ ０ ０ ４
中图分类号 ： ＴＧ１ ３
引 言
对于热轧后冷轧 的铝合金板 ， 其 厚度 方 向织构 分布的差 异影响工艺性能及使用性能 。 刘 文 昌等【 ｌ １ 研究 ５ ０ ５ ２双履带 连续冷却铸造铝合金 板 （ Ｃ Ｃ ５ ０ ５ ２ 铝 合金板 ） 热 轧及 随后 再结
晶退火后 的织构 变化 发现 ：Ｃ Ｃ ５ ０ ５ ２铝合 金板 经过 热轧 后 ， 其轧制织构主要 由 Ｂ织构 、 Ｇ ｏ ｓ ｓ 织构组 成 ； 随着 轧制道次 由 １增加到 ３ ， 其不 同深度层 的轧制织构强度增加 ，自心部 向表 层 的织构增 强梯 度 显著 减 小 。经 过再 结 晶退 火 后 ，得 到 的 Ｃ ｕ ｂ ｅ等再结 晶织构 的强度及 其沿 厚度方 向 的分布保 留 了轧 制织构 的梯度分布特点 ，但是梯度有 所增大 ； 经 ３道次轧 制 后 的试样 ，再结晶退火后沿厚度方 向仍然存 在织构梯 度 ；随
铝板轧制织构的定量研究
铝板轧制织构的定量研究
毛卫民
【期刊名称】《北京科技大学学报》
【年(卷),期】1990(012)001
【摘要】对无初始织构的工业纯铝轧制织构的研究和分析表明,取向空间、取向分布函数、正态分布模型以及取向线分析是研究织构得力而又十分简便的手段,具有
许多优点。
在多晶铝轧制过程中取向空间内的β线是取向最终稳定线。
随变形量
的提高,晶粒在β线上的聚集程度不断提高。
轧制过程中主要的织构分量为C{112}、S{123}、B{110}和G{110}。
它们在变形中的稳定性在此也作了分析和讨论。
【总页数】5页(P32-36)
【作者】毛卫民
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.21
【相关文献】
1.冷轧薄板织构的检测及轧制工艺对织构的影响 [J], 徐光元;朱涛;潘国平
2.非均匀轧制铝板中的织构 [J], 毛卫民
3.单向轧制与交叉轧制高纯铜锰合金再结晶微观组织及织构演变 [J], 林男;刘施峰;范海洋;邓超
4.初始织构对高温轧制AZ31镁合金板显微组织与织构影响的EBSD研究 [J], 罗
晋如;GODFREYAndrew;刘伟;辛仁龙;刘庆
5.辊速差对连铸连轧7075铝板显微组织、织构及力学性能的影响 [J], Mohammad Mehdi AMIRI;Faramarz FERESHTEH-SANIEE
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5052铝合金变形行为及退火处理对其微观组织与性能的影响
关键词： ５ ０ ５ ２铝合金，热模拟，流变应力，再结晶， 剥落腐蚀，稳 定化退火，再结晶温度，含 Ｍ ｇ 相，局部腐蚀机理
中南大学硕士学位
相（ Ａ １ ２ Ｃ Ｕ Ｍ ｇ ） 在 腐蚀过 程中 的 作用 机 制。 研究 表明 ：
１ ．随应变速率增加， ５ ０ ５ ２ 铝合金热变形时发生动态再结晶的温 度提高。变形温度提高及应变速率降低，５ ０ ５ ２铝合金热变形将发生 以动态再结晶为主的软化过程； 变形温度降 低及应变速率提高， ５ ０ ５ ２ 铝合金将发生以 动态回复为主的软化过程。 ２ ． ５ ０ ５ ２ 合金高温流变应力行为可以 用含 Ｚ 参数的双 曲 正弦函数 形式较好的进行描述， 说明 该合金塑性变形过程是一种类似于高 温蠕
变的 热 激活 过程。 其 热变 形激 活能 △ Ｈ 值为 １ ８ ２ ． ４ ５ ４ Ｋ Ｊ ／ ｍ ｏ ｌ ｏ
３ ． ５ ０ ５ ２铝合金铸轧退火板材在后续冷轧变形过程中，随着变形 量的增加， 板材的硬度不断上升， 变形逐渐困 难。 当 冷轧变形量达到 ６ ０ ％ 时，板材边部开始出现微裂纹，此时板材的显微硬度值也达到一 个相对的高峰。 当变形量达到 ８ ０ ％ 时， 边部开裂非常明显。 因此， ５ ０ ５ ２ 铝合金铸轧退火板材在冷轧变形量达到约 ６ ０ ％ 时需要进行中间退火 以 软化变形组织 ， 恢复其塑性。 ４ ． ５ ０ ５ ２铝合金铸轧退火板材在冷变形 ４ ０ ％ 时再结晶退火温度约 为 ３ ５ ０ ０ Ｃ ；当冷轧变形量 ） ６ ０ ％ 时其再结晶 温度趋于下降 （ 约为 ３ ２ ５
中南大学硕士学位 论文
摘要
摘 要
论文采用热压缩模拟、 冷轧变形结合显微硬度测试、 金相及透射 电镜观察等方式研究了 ５ ０ ５ ２ 铝合金变形行为及不同 退火处理对 ５ ０ ５ ２ 铝合金力学性能及微观组织结构的影响。 同时通过全浸腐蚀实验及电 化学阻抗谱测试研究了不同稳定化退火处理对 ５ ０ ５ ２ 铝合金腐蚀性能 的影响， 并采用模拟相制备、 极化曲线测量、 及模拟合金制备等方法 研究了 ５ Ｘ Ｘ Ｘ系铝合金中 ５ 相 （ Ａ １ ３ Ｍ ｇ ２ ）及铝合金中另一种含 Ｍ ｇ 相Ｓ
AA5052铝合金管件电液成形数值模拟与试验验证
Cr
Cu Al
2.2~2.8 0.1 0.25 0.4 0.15~0.35 0.1 余量
验证工艺试验所采用的管件电液自由胀形试验 平台如图 1 所示，主要由电容柜、控制柜和电液自由 胀形工装等组成。设备的恒定电容为 408 μF，最大放 电能量为 48 kJ。试验工装由自由胀形模具、汇流排、 工作电极等组成。自由胀形模具用来固定管坯，为试 验的进行提供一个密封的工作空间。汇流排一端连接 磁脉冲设备所引出来的同轴线缆，另一端连接工作 电极，从而能够使设备释放的电流流经工作电极， 达到能量释放的目的。试验前，将管坯与自由胀形
Numerical Simulation and Experimental Verification of Electrohydraulic Forming for AA5052 Aluminum Pipe Parts
CAI Da, YANG Lin-hua, JING Xiao-xiao, CUI Jun-jia, LI Guang-yao
AA5052 铝合金是运载工具的常用材料，然而， 针对 AA5052 铝合金材料的管件电液数值模拟与试验 相关研究较少，尤其是 AA5052 铝合金 Johnson-Cook 本构方程在电液成形数值模拟中的应用较少，因此文 中开展了针对 AA5052 铝合金的电液数值模拟和试验 的研究。
1 试验材料及设备
电液成形技术的发展，逐渐引起研究领域与工业 领域的重视。国内外学者主要研究内容可归为成形性 研究、工艺试验研究及应用、数值模拟研究 3 个方面。 在成形性研究方面，Woo 等[7]基于 Marciniak- Kuczynski 理论（M-K 理论）研究了电液成形过程中 6061-T6 铝合金的成形极限，结果表明，与准静态条 件相比，该材料在高应变速率条件下的成形性能获得 了改善。Golovashchenko 等[8]对双相钢的电液成形性 能开展测试，同时利用极限弧顶高度试验测定材料的 准静态成形极限，对比表明，电液成形能够提高双相 钢材料的成 形性能。Rohatgi 等[9]通 过实验获得 了 AA5182-O 铝合金在准静态成形和电液成形中的成形 极限，研究结果表明电液成形将该材料的成形极限提 高了 2.5 倍左右。在工艺试验研究及应用方面，Rohatgi 等[10]对无凹模电液自由成形和圆锥形凹模电液成形 过程进行研究，对成形过程中垂直方向位移、运动速 度、应变及应变速率随时间变化规律进行了测试和分 析，旨在发现电液成形过程中材料的基本变形规律。 Pérez 等[11]则研究了放电参数和成形压力场的相关
《6082铝合金冷轧与再结晶织构演变和力学性能研究》范文
《6082铝合金冷轧与再结晶织构演变和力学性能研究》篇一6082铝合金冷轧与再结晶织构演变及力学性能研究一、引言铝合金作为一种重要的工程材料，具有优良的物理和机械性能，广泛应用于航空、汽车、电子等众多领域。
其中，6082铝合金作为一种典型的铝合金材料，具有优良的成形性、耐腐蚀性和中等强度等特点，受到了广泛的关注。
近年来，对于6082铝合金的冷轧和再结晶织构演变及力学性能的研究成为了一个热门话题。
本文将对这一领域的研究进行深入的探讨，旨在揭示6082铝合金在冷轧与再结晶过程中的织构演变及其对力学性能的影响。
二、6082铝合金冷轧过程冷轧是金属材料加工中常用的一种工艺，通过冷轧可以改变金属的内部结构，提高其力学性能。
在6082铝合金的冷轧过程中，金属在低温下受到压力的作用，发生塑性变形，从而改变其内部的晶粒结构和织构。
这一过程中，晶粒的形状、大小和取向都会发生变化，从而影响合金的力学性能。
三、再结晶织构演变再结晶是金属材料在冷轧后的一种重要过程，它能够使金属材料恢复到更稳定的状态。
在6082铝合金的再结晶过程中，金属内部的晶粒会重新排列，形成新的织构。
这一过程中，晶粒的取向和大小都会发生变化，从而影响合金的力学性能。
通过研究再结晶过程中的织构演变，可以更好地理解合金的力学性能变化。
四、力学性能研究力学性能是评价金属材料性能的重要指标，包括强度、硬度、韧性等。
在6082铝合金的研究中，我们通过拉伸试验、硬度测试等方法，研究了冷轧和再结晶过程中合金的力学性能变化。
结果表明，冷轧和再结晶过程都会影响合金的力学性能，且二者之间存在密切的联系。
五、结果与讨论通过对6082铝合金的冷轧与再结晶过程进行深入研究，我们发现了以下结果：1. 冷轧过程中，6082铝合金的织构发生了显著的变化，晶粒的形状、大小和取向都发生了改变。
这些改变影响了合金的力学性能。
2. 再结晶过程中，6082铝合金的织构发生了明显的再调整，新的织构形成使得合金的力学性能得到进一步的提高。
5052铝合金板材生产工艺研究
摘 要 ： 重 点介 绍 了 ５ ０ ５ ２铝 合 金 板 材 的应 用 及 其 生 产 工 艺 控 制 ， 并对 ５ ０ ５ ２合金 板 材 的组 织 结 构 、 力学 性 能 进
行 了分 析 。通 过 一 定 厚 度 板 材 的 等 时 退 火 ， 确定 了 ５ ０ ５ ２合 金 再 结 晶退 火 温 度 。 关键词 ： ５ ０ ５ ２铝 合 金 ； 板材 ； 冷轧 ； 退 火
３ ５ ０ ５ ２合 金 板 材 试 验 加 工 过程
根 据合 同要 求 ， 用户需要 ５ ０ ５ ２ Ｈ３ ２卷 材 生 产 电
１ ５ ０ ５ ２合 金 板 材 典 型 状 态 及 力 学 性 能 （ 见表 １ ）
表 １ ５ ０ ５ ２合 金 板 材 典 型 状 态及 力 学性 能
公 司成 立 了 《 ５ ０ ５ ２合 金 研 制 项 目》 项 目组 ， 组 建 了研
发 团队 ， 展 开 了该 项 研 究 。 ３ ． １ 原 料 的 选 择
原料采 用 ９ ９ ． ７ ％ 纯铝锭 ， 添 加相 应合 金元 素 制成 ５ ０ ５ ２合金 大扁 锭 ， 再 经过 １ ４ ５ ０ ｍ ｍ 双卷 取 热轧 机 试 轧 ２卷 ， 最 终 轧 制 成 热 轧 卷 的尺 寸为 ： ７ ． Ｏ ｍｍ ×１ １ ２ ０ ｍ ｍ
２ ５ ０ ５ ２合 金化 学成 分
根据 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ３ １ ９ ０规定 ， ５ ０ ５ ２合金 化学 成分见 表 ２ 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２—０ ７—０ ９
作 者 简 介 ：张登 峰 （ １ ９ ７ ５一 ） ， 男 ， 内蒙 古 和 林 格 尔 县 人 ， 高级工程师 、 主要 从 事 铝加 工产 品 的 品质 保 证 工 作 。
5052铝合金板材的应变硬化行为模型探讨
5052铝合金板材的应变硬化行为模型探讨蔡辉【摘要】研究了5052铝合金板材的应变硬化特征,并根据几种经验关系模型对该合金板材应变硬化行为进行非线性拟合,通过拟合结果残差平方和、相关系数的平方值R2检测法和应变指数n值的变化趋势检测法来共同评判应变硬化行为数学模型的准确性.结果表明,应变硬化指数n随着应变的增加呈抛物线式曲线变化,σ=BN/ε1+c1ε+c2ε2数学模型是最为适合描述5052铝合金应变硬化行为的经验关系模型.【期刊名称】《铝加工》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】5页(P4-8)【关键词】5052铝合金;应变硬化行为;加工硬化指数n;Hollomon方程【作者】蔡辉【作者单位】西南铝业(集团)有限责任公司,重庆九龙坡401326【正文语种】中文【中图分类】TG146.21;TG3390 前言5052铝合金为Al-Mg系热处理不可强化型防锈铝合金,具有良好的成形性、可焊性及中等强度等特性,已广泛地应用于国防军工和民用领域[1～3]。
铝合金在加工过程中不可避免的产生加工硬化,了解合金的加工硬化特性,对于确定合金变形工艺有着重要的意义[4、8]。
目前, 5052铝合金不同加工状态下的加工硬化行为的数学模型尚未统一。
众所周知,幂函数关系模型即Hollomon方程是描述金属及其合金材料应变硬化应用最为广泛的数学模型[5、6],其数学表达式为:σ=BεN。
其中,B、N为材料常数,此时应变硬化指数n=N=dlnσ/dlnε。
由于Hollomon方程中n值为常数,其对应的lnσ～lnε曲线为直线,而实际情况中不同组织、不同变形条件下的lnσ～lnε曲线并非恰好如此。
因此,为了提高应变硬化数学模型的精度,通过Hollomon方程衍生出式（1)、式（2)和式（3)等经验关系模型,数学表达式如下:其中,B、ε0、N、C均为常数,式（3)为上（1)、（2)式组合统一后所得。
周维贤[7]通过计算分析了以上三种经验模型的适用范围，得出它们只适合于材料的应变硬化指数n值变化趋势呈单调增加或者单调减小的情况，不能完全描述n 值出现拐点情况，故具有较大的局限性。
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减少到一定值时流入 纤维组分的速率开始减缓。
当轧制真应变约为 时，以上几种组分流入 纤
维组分的速率之和达到最大值，此时 纤维组分的
形成速率达到最大值，之后随应变的增加而降低。
对于 、 、
和
组分，其
组分的演变速率始终为负值。随轧制真应变的增
）在冷轧过程中，初始的 织构逐渐转化
为 纤维轧制织构，随冷轧压下量的增加， 、
。
燕山大学学报
实验结果与分析
结晶退火处理后板材显现典型的
再结晶织
构。在随后的冷轧过程中，初始的取向逐渐地向稳
铝合金轧制织构的演变
图 显示了 铝合金冷轧到不同变形量时 板材的 图。可以看出，经 ℃保温 再
定的 纤维取向旋转，随冷轧压下量的增加， 取向的强度逐渐减弱，而 纤维的强度不断增强， 在 冷轧变形后，形成非常强的 纤维轧制织构。
、
和
组分的体积分数减少，
而 纤维组分的体积分数增加。
）建立了 铝合金织构体积分数与轧制真 应变的数学关系式，该式很好地模拟铝合金轧制过 程中织构的演变。
）定量分析了轧制过程中不同织构组分的演 变速率，发现随轧制真应变的增加， 纤维组分的 形成速率先增加而后降低。
加， 、
和
增加随后降低，而
组分的消失速率先 组分的消失速率是逐渐
小于流出的取向，导致 取向的体积分数逐渐
降低，使其演变速率变为负值。 纤维组分形成速
率远大于 、
和
组分的消失速率，
这说明 纤维组分的主要来源是
组分。
图
铝合金织构体积分数演变速率与
轧制真应变的关系
（下转第 页）
第期
梁 波 等 酸性镀液铝合金表面沉积
三元合金非晶镀层
梅建庭 刘华 究 电镀与涂饰
化学复合镀层耐磨性与显微硬度的研
体积分数。可以看出，随冷轧压下量的增加， ，
，
和
组分的体积分数减少，
而 纤维组分的体积分数增加。 组分的体积分
数先随压下量的增加而增加，而后又降低。
在冷轧过程中，织构的演变可以用织构的体积 分数随轧制真应变的变化来描述，织构体积分数的 变化可定义为
，
式中， 、 和 分别为初始，给定真应变和织
构转变结束时的织构体积分数。对于
应变的数学关系式。结果表明，在冷轧过程中初始的
织构逐渐转化为 纤维轧制织构，随冷轧压下量的增
加， 、 、
和
组分的体积分数减少，而 纤维组分的体积分数增加；织构体积分数与轧
制真应变的数学关系式能很好地模拟铝合金轧制过程中织构的演变；分析了轧制过程中不同织构组分的演变速
率，发现随轧制真应变的增加， 纤维组分的形成速率先增加而后降低。
元素
出描述铝合金板材晶体织构的函数。常用函数有取
含量
余量
向分布函数（ ）和织构的体积分数，其中织构 体积分数的概念在评估多晶体取向分布时应该是 更加重要的，而计算织构体积分数的高斯方法和积 分方法都有其各自的局限性。本文拟采用 和
提出的计算织构体积分数的新方法和相
采用 射线衍射仪测量冷轧板 厚度层的
织构，为了在冷轧前获得完全再结晶晶粒结构，将
热轧板在 ℃保温 进行退火处理，然后冷轧
到不同压下量（
），以便定量分析 铝
合金在冷轧过程中织构的演变。
物理模型 和数学模型 两种，其中物理模型 由于合金成分和初始微结构对轧制织构的作用，不
表
铝合金化学成分 （质量分数）
能精确预测轧制织构，如使用数学模型，则必须提
析，所获得的 和 的数值列于表 。图 显示了计
算与测量织构体积分数的比较。可以看出方程
很好地描述了 铝合金在轧制过程中织构的演
变，因此基于初始织构以及 和 的数值就可以准
确地预测 铝合金在轧制过程中织构的演变。
图
与 的关系
图
铝合金在轧制过程中沿 纤维中心线取向强度
的变化
表
铝合金冷轧板织构的体积分数
符号表示实验结果，实线为模拟结果
卢忠铭 化学镀
合金工艺及镀层组织结构与性能的
研究
广州 华南理工大学
张翼 刘长海 王娅莉 化学镀非晶 理 表面技术
合金形成机
Electroless deposition of amorphous Ni-Mo-P coating on aluminium alloy using acid bath
Abstract:
（ ），（ ）和（ ）极图，利用
软
件计算取向分布函数（ ），用 和
提出的新方法来计算织构的体积分数。
收稿日期：
基金项目：国家自然科学基金资助项目（
）；河北省自然科学基金资助项目（
）
作者简介：陈明彪（ ），男，重庆酉阳人，博士研究生，教授，主要研究方向为微结构、织构与成形性； 通信作者：刘文昌 （ ），男，河北清河人，博士，教授，博士生导师，主要研究方向为板材加工技术、变形与再结晶、织构与成形性， ：
和再结晶织构，横轧使变形织构的体积分数减少，
且再结晶后晶粒趋于随机分布。但对
（
） 合金轧制织构进行预测的研究却鲜见报
道。目前用来预测铝合金轧制织构的模型主要分为
实验所用材料为采用板带连铸连轧技术生产
的厚度为
铝合金热轧板材，其化学
成分（质量分数， ）如表 所示。 铝合金
热轧板材具有典型的变形微结构和强的 纤维轧制
第 卷第 期 年月
文章编号：1007-791X (2011) 06-0515-04
燕山大学学报
5052 铝合金轧制织构演变的定量分析
陈明彪，刘文昌 ，马 旻，李 敬，李明贺
（燕山大学 亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室，河北 秦皇岛
）
摘 要：采用 射线衍射仪研究了 铝合金在冷轧过程中织构的演变规律，建立了织构体积分数与轧制真
关键词：铝合金；轧制；织构 射线衍射；织构体积分数；织构演变速率
中图分类号：TG339 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1007-791X.2011.06.009
引言
随着汽车制造业的不断发展，要求进一步减轻
车身重量，这为
（
）合金在汽车
制造业中应用打开了一扇大门 。铝合金在生产加
应的织构体积分数与轧制真应变之间的数学关系 式对轧制过程中不同织构组分的演变速率进行定 量分析。
实验方法
工中各个阶段产生的晶体学织构将导致其塑性各
向异性，这对板材的机械性能和物理性能产生显著
影响 。为此，一些学者对
（
）
合金在加工过程中织构的演变规律进行了研究。研
究表明 ，预先热处理会影响冷轧后板材的冷轧
参考文献
降低的。对于 组分，其变化规律与其它组分
明显不同。在冷轧过程中， 取向晶粒是通过
取向向 取向旋转的，由于 取向晶粒的
流入，导致 取向体积分数的增加，因此在变
形初期 组分的演变速率为正值，并且其形成
速率随应变增加而降低。当真应变为 时，
取向体积分数达到最大值，随轧制真应变进一步增
ห้องสมุดไป่ตู้加，由于
取向晶粒的逐渐消失，流入的取向
、
、
和
组分， 值为
；而对于 组分， 值为 。 和
研究了 系列铝合金轧制织构的演变，他们发
现织构体积分数的变化与轧制真应变的关系可以
用
（
）方
程来描述：
，
式中， 为实验常数， 为织构组分的应变指数。对
于
、纤维、 、 和
组分， 值与真应变数据可用
对格
第期
陈明彪 等
铝合金轧制织构演变的定量分析
式给出，如图 所示。对实验数据进行线性回归分
图
铝合金在冷轧过程中的织构演变
为了更加清晰地揭示 纤维轧制织构的演变， 图 给出了不同冷轧变形条件下 纤维中心线取向 的强度。可以看出，随冷轧压下量的增加， 纤维 上取向的强度增加，并且 取向的强度高于 取 向，在大变形量条件下，最大的取向强度位于
。
轧制织构演变的定量分析
表 列出了 铝合金不同压下量下织构的
图
铝合金织构体积分数与轧制的真应变的关系
压下量
织构体积分数
表 方程 中 和 的数值 织构组分
轧制织构演变速率的分析 为了定量分析各织构组分在冷轧过程中的变 化规律，将织构体积的分数 对真应变 的导数定 义为织构组分的演变速率。将方程 代入式 后整理可得
，
对上述方程求导得
。
图 给出了 铝合金不同织构组分的演变 速率与轧制真应变之间的关系。当织构组分演变速 率为正值时，意味着该织构组分在冷轧过程中不断 形成；当织构组分演变速率为负值时，意味着该织
℃ Key words:
（上接第 页）
Quantitative analysis of texture evolution in cold rolled AA 5052 aluminum alloy
Abstract:
Key words:
燕山大学学报
构组分在冷轧过程中不断消失。对于 纤维组分， 其演变速率始终为正值。在变形初期，由于 、
结论
、
、和
组分在变形的
作用下不断流入 纤维组分，且流入速率随轧制真
应变的增加而增加，故 纤维组分的形成速率也随
轧制真应变的增加而增加。由于以上几种组分不断
流向 纤维组分，体积分数不断减少，当体积分数