5754-H32鋁合金帶材生產(chǎn)工藝

黃世煥

（廣西南南鋁加工有限公司，廣西 南寧 530031）

5754鋁合金具有易加工成形、良好的焊接性和耐蝕性、中等強(qiáng)度等特點(diǎn)，是AI-Mg系合金中典型的合金。不同熱處理狀態(tài)的5754鋁合金板材廣泛應(yīng)用于焊接結(jié)構(gòu)件、大型屋面板、汽車制造業(yè)、軌道交通和船舶制造業(yè)等領(lǐng)域，其中H32狀態(tài)板帶材是用量最大的熱處理狀態(tài)之一[1]。

1 試驗(yàn)材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

其化學(xué)成分如表1所示的，半連續(xù)鑄造生產(chǎn)的5754鋁合金鑄錠為本實(shí)驗(yàn)所采用的。7700mm×1350mm×650mm為鋸切頭、尾后鑄錠的規(guī)格。熱軋卷材為1280mm×3.0mm且在1+3熱連軋機(jī)上軋制。

表1 5754鋁合金鑄錠的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%）

1.2 試驗(yàn)方法

在四輥試驗(yàn)冷軋機(jī)上軋制從3.0mm熱軋卷上切取的試樣，分別軋制至0.96mm、1.32mm、1.65mm、1.92mm、2.25mm、2.7mm的厚度。獲得冷軋板拉伸性能與冷軋壓下率之間的關(guān)系時(shí)則通過對(duì)不同厚度冷軋板的力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)，接著在選擇中間退火以后的冷軋加工率時(shí)根據(jù)5754-H32板材的力學(xué)性能要求，軋制至0.77mm則仍舊借助于四輥試驗(yàn)冷軋機(jī)進(jìn)行軋制[2]。300℃、280℃、260℃、240℃、220℃和200℃為進(jìn)行成品退火試驗(yàn)時(shí)不同冷軋變形率的成品板材所選擇的退火溫度，兩小時(shí)則作為保溫時(shí)間。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 熱軋板組織與性能

480℃～500℃為銑面后鑄錠的加熱溫度，軋制成3.0mm的熱軋卷需要經(jīng)過3機(jī)架熱精軋，17道次熱粗軋，且310℃～330℃為終軋溫度。熱軋卷的金相顯微組織，熱軋卷為O狀態(tài)，且為完全再結(jié)晶組織，表2所示則為熱軋卷的力學(xué)性能。

表2 5754鋁合金3.0mm熱軋卷材的力學(xué)性能

2.2 冷軋板組織與性能

在四輥試驗(yàn)冷軋機(jī)上把3.0mm熱軋卷分別軋制為 0.96mm、1.32mm、1.65mm、1.92mm、2.25mm 和2.7mm，其冷軋加工率則分別對(duì)應(yīng)68%、56%、45%、36%、25%和10%。表三所示則為冷軋板的力學(xué)性能。我們從中可以看出，隨著增加的冷軋壓下率5754鋁合金冷軋板材的極限拉伸強(qiáng)度的增加呈現(xiàn)出線性的趨勢(shì)，隨著增加的壓下率，在壓下率小于11.1%的情況下，其屈服強(qiáng)度增加迅速，接著雖然減小了增幅。然而在增加時(shí)也呈現(xiàn)出了線性。隨著增加的壓下率，在壓下率小于26.2%的情況下，其伸長(zhǎng)率降低迅速，接著基本保持不變。5754-H32鋁合金材料的冷軋加工率在中間退火后為10%～35%，我們可以根據(jù)加工硬化曲線而得出。

表3 5754鋁合金不同冷軋加工率板材的力學(xué)性能

2.3 在板材組織和性能方面成品退火溫度和冷軋變形率的影響

在四輥試驗(yàn)軋制上把3.0mm熱軋卷根據(jù)上文的5754鋁合金冷加工硬化曲線，分別軋制至0.88mm、0.95mm、1.03mm和1.15mm的半成品，接著兩小時(shí)的保溫時(shí)間，320℃的退火溫度進(jìn)行中間退火，其完全再結(jié)晶狀態(tài)也可以通過其進(jìn)行金相組織觀察而得出。所有板材在中間退火后冷軋至0.77mm，12.5%、19%、25%和33%則分別為其對(duì)應(yīng)的中間退火后冷軋變形率。保溫兩小時(shí)，在200℃～300℃對(duì)不同冷軋變形率的5754鋁合金板材進(jìn)行成品退火。保溫兩小時(shí)，在200℃～300℃，不同冷軋加工率（12.5%～33%）的板材在中間退火后。

可以看出，板材的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度，隨著升高的成品退火溫度，在同一冷軋加工率下逐漸降低，但是其伸長(zhǎng)率卻逐漸升高。這是由于板材內(nèi)部隨著升高的退火而發(fā)生了再結(jié)晶和回復(fù)。當(dāng)成品退火溫度升高至300℃后，對(duì)于冷軋加工率25%和33%和的板材而言，其伸長(zhǎng)率達(dá)到20%以上，屈服強(qiáng)度降低至120N/mm2以下，抗拉強(qiáng)度則急劇降低至235N/mm2以下，因此我們可以得出板材發(fā)生了完全再結(jié)晶。當(dāng)成品退火溫度升高至280℃，對(duì)于冷軋加工率19%板材來說，伸長(zhǎng)率為14.5%，屈服強(qiáng)度為168N/mm2，抗拉強(qiáng)度為254N/mm2。板材的伸長(zhǎng)率在成品退火溫度升高至300℃時(shí)為15.2%，屈服強(qiáng)度為148N/mm2，抗拉強(qiáng)度為240N/mm2，而此時(shí)板材未完全再結(jié)晶。成品退火溫度升高至280℃退火，對(duì)于冷加工率12.5%的板材而言，伸長(zhǎng)率為15.8%，屈服強(qiáng)度為152N/mm2，抗拉強(qiáng)度為237N/mm2，且板材材料也并未在退火溫度300℃時(shí)發(fā)生完成再結(jié)晶。隨著逐漸增加的冷軋加工率，中間退火后板材再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力增加，材料內(nèi)部?jī)?chǔ)能增加。在300℃成品退火時(shí)，冷軋加工率33%和25%的板材伸長(zhǎng)率提升，強(qiáng)度急劇下降，且發(fā)生完全再結(jié)晶。此外，材料在290℃～300℃退火隨著增大的冷軋加工率發(fā)生再結(jié)晶時(shí)其力學(xué)性能突變也就越明顯。

我們通過觀察三金相組織可以得出，280℃成品退火，冷軋加工率12.5%的板材，其晶粒接近等軸晶，這是由于板材冷軋變形率在中間退火后較小，因此中間退火后晶粒仍是再結(jié)晶組織。

3 試驗(yàn)結(jié)論

在冷軋時(shí)，5754鋁合金熱軋卷隨著增加的冷軋加工率其冷軋板材抗拉強(qiáng)度的增加呈現(xiàn)出線性的變化，隨著增加的壓下率，在壓下率小于11.1%的情況下，其屈服強(qiáng)度也增加迅速，其增幅隨后減小，然而其增加也呈現(xiàn)出線性。隨壓下率增加，在壓下率小于26.2%的情況下，其伸長(zhǎng)率迅速降低，接著基本保持不變。通過基本保持不變，減小中間退火后的冷軋加工率，5754鋁合金可以提高H32狀態(tài)材料的伸長(zhǎng)率。