Влияние процесса отжига на скорость колошения 8011 Литой прокатный алюминиевый сплав для крышек для бутылок

Абстрактный

В этой статье, 8011 из литых прокатных заготовок изготавливают алюминиевые листы для бутылочных крышек., и исследовано влияние процессов гомогенизационного отжига и промежуточного отжига на свойства продукта..

Результаты показывают, что алюминиевые листы для крышек бутылок, отвечающие требованиям клиентов, могут быть изготовлены из литых прокатных заготовок путем применения соответствующих процессов гомогенизационного отжига..

Введение

Из-за особенностей процесса литья прокатки, литые заготовки обладают явной анизотропией, что ограничивает их применение в изделиях глубокой вытяжки.

В этой работе, разумный процесс гомогенизационного отжига применяется для облегчения разделения состава и анизотропии 8011 cast-rolled blanks induced by the cast-rolling process and optimize the internal microstructure.

Combined with appropriate intermediate annealing and reasonable cold reduction of the final rolling pass in subsequent processing, the proportions of various textures in the sheets are balanced, анизотропия материала снижается, и алюминиевые листы для крышек бутылок, отвечающие требованиям глубокой вытяжки, успешно изготовлены..

1 Экспериментальная схема

1.1 Экспериментальные материалы

Сырье 8011 cast-rolled coil with an initial blank thickness of 6.0–6.5 mm, and the target finished thickness of the product is 0.21 мм.

The grain size of cast-rolled coils shall reach Grade 1.

Химический состав 8011 Сплав для бутылочных крышек (массовая доля, %)

1.2 Экспериментальные процедуры

С фиксированными проходами холодной прокатки, температуры гомогенизационного отжига и промежуточного отжига задаются как переменные параметры. Полный маршрут процесса выглядит следующим образом.:

Заготовка литая → холодная прокатка 3.8 мм → гомогенизационный отжиг → холодная прокатка до 0.43 мм → промежуточный отжиг → холодная прокатка до конечной толщины 0.21 мм

Разработаны три сравнительные технологические схемы.:

Схема 1: Гомогенизация при 480 ° C для 4 ч для 3.8 заготовки толщиной мм; промежуточный отжиг при 360 ° C для 2 ч для 0.43 полоски мм

Схема 2: Гомогенизация при 480 ° C для 4 ч для 3.8 заготовки толщиной мм; промежуточный отжиг при 280 ° C для 2 ч для 0.43 полоски мм

Схема 3: Гомогенизация при 530 ° C для 4 ч для 3.8 заготовки толщиной мм; промежуточный отжиг при 320 ° C для 2 ч для 0.43 полоски мм

1.3 Тестовые предметы

Прочность на растяжение \(R_m\), удлинение А и степень колошения е образцов после промежуточного отжига и готовую продукцию испытывают в соответствии с национальными стандартами..

Готовые листы, изготовленные по трем схемам, поставляются заказчикам для испытаний на вытяжку стаканов., и оптимальный процесс промышленного производства определяется на основе практических отзывов о штамповке..

2 Результаты экспериментов

2.1 Результаты испытаний промежуточного отжига

Образцы холоднокатаны до 0.43 мм отжигаются в коробчатой ​​печи (помещать в печь после достижения заданной температуры, время выдержки: 2–4 часа) для проверки механических свойств и характеристик колошения.

1. В диапазоне температур 230–250 °C., прочность на разрыв резко падает, а относительное удлинение значительно возрастает, что указывает на то, что в этом температурном интервале происходит полная рекристаллизация.. Во время рекристаллизации происходят резкие изменения в поведении колошения.: после отжига в 240 ° C для 2 час, колошение в основном происходит в направлении 45° с небольшим колошением 0°/90°.; когда время выдержки продлевается до 4 час, ушивание полностью смещается в направлении 0°/90°.
2. После полной рекристаллизации, дальнейшее повышение температуры отжига не приводит к очевидным изменениям в скорости колошения; когда температура превышает 360 °С, удлинение листов заметно уменьшается. Следовательно, подходящий диапазон температур для промежуточного отжига составляет 250–360 ° C..
3. Сравнение температур гомогенизации: Образцы гомогенизируют при низкой температуре (480 °С) демонстрируют более высокие скорости колошения и более быструю смену направлений колошения после промежуточного отжига, в то время как образцы гомогенизировались при 530 °C демонстрируют в целом более низкую скорость колошения.

Реальные свойства после промежуточного отжига

2.2 Свойства готовой продукции

После промежуточного отжига, Полосы подвергаются холодной прокатке до конечной толщины 0.21 мм с холодной обработкой примерно 51%.

Механические характеристики и характеристики колошения готовой продукции приведены ниже..

Свойства готовой продукции

Результаты испытаний клиентов

Заключение теста: Готовая продукция схемы 1 и схема 2 гомогенизированный при 480 °C имеют скорость колошения, близкую к 10%, несоответствие требованиям глубокой вытяжки для бутылочных крышек.

Готовая продукция схемы 3 гомогенизированный при 530 °C имеют скорость колошения около 5% без штамповочного растрескивания, и были поставлены нескольким производителям крышек для бутылок в массовом производстве..

3 Анализ и обсуждение

3.1 Корреляция между текстурой и скоростью посадки

Поведение уха алюминиевые листы преобладают внутренние кристаллические текстуры.

Холодная прокатка создает текстуры деформации., что приводит к колошению под углом 45° во время вытягивания чашки.

После отжига листы подвергаются большому холодному обжатию., текстуры рекристаллизации в основном состоят из текстуры куба и текстуры R.

• Кубическая текстура: вызывает слух в направлениях 0°/90°;
• R текстура: вызывает слух в направлении 45°.

Идея оптимизации алюминиевых листов глубокой вытяжки заключается в регулировании пропорций двух текстур., взаимно компенсировать эффекты прослушивания, вызванные различными текстурами, снизить общую скорость колошения и улучшить формуемость при глубокой вытяжке.

3.2 Механизм регулирования температуры гомогенизации на микроструктуре литого проката

Процесс прокатки литья отличается высокой степенью переохлаждения и быстрым охлаждением., что приводит к большому количеству неравновесных вторых фаз и сильной сегрегации элементов Si и Fe в твердом растворе в алюминиевой матрице после затвердевания..

Гомогенизационный отжиг способствует трансформации неравновесных фаз., осаждение пересыщенных твердых растворов и устранение расслоения состава.

1. Металлографическое сравнение (Фигура 3 & Фигура 4)
   • Гомогенизация при 530 °С: Интерметаллические соединения мелкие и равномерно дисперсные., и зерна - типичные равноосные зерна.
   • Гомогенизация при 480 °С: Выпавшие фазы имеют крупнозернистую структуру., размеры зерен неоднородны, и местные грубые зерна существуют.
2. Конкуренция между осаждением и рекристаллизацией при низкой температуре гомогенизации (480 °С), осаждение происходит до рекристаллизации. Выпавшие частицы закрепляют дислокации и препятствуют зарождению рекристаллизации., со временем образуя грубые и неравномерные рекристаллизованные микроструктуры. При высокой температуре гомогенизации (530 °С), рекристаллизация имеет приоритет, и последующие осадки сдерживают чрезмерный рост зерна, получение мелкой и однородной равноосной зернистой структуры.

3.3 Регулирующее влияние выделений Fe/Si на текстуру

Основные легирующие элементы 8011 сплав Fe и Si. Быстрое охлаждение при прокатке литья приводит к перенасыщению большого количества Fe и Si в алюминиевой матрице..

Во время гомогенизации, Fe и Si выпадают в осадок с образованием дисперсных \(FeAl_3\) частицы:

1. \(FeAl_3\) частицы могут измельчать рекристаллизованные зерна, сделать отожженные микроструктуры плотными и однородными, и ослабить анизотропию материала.
2. При гомогенизации при 530 °С, Fe и Si выделяются в достаточном количестве. Дисперсные частицы второй фазы способствуют рекристаллизации in situ во время промежуточного отжига.. Часть текстуры деформации холодной прокатки при этом сохраняется., в то время как образование R-текстуры облегчается и подавляется чрезмерное развитие кубической текстуры.. Пропорции двух текстур рекристаллизации сбалансированы., существенное снижение колошения готовой продукции.

4 Выводы

1. Повышение температуры гомогенизационного отжига с 480 °С до 530 °C обеспечивает равномерное и дисперсное выделение сплава и улучшает однородность размеров рекристаллизованного зерна.. Кубическая текстура и R-текстура, генерируемые после промежуточного отжига, взаимно противодействуют текстуре деформации, образовавшейся в последнем проходе холодной прокатки., заметно снижает скорость колошения 8011 литые алюминиевые готовые листы.
2. After full recrystallization is completed via intermediate annealing, its process parameters exert limited influence on earing rate. Homogenization annealing process is the core decisive factor governing the earing rate of 8011 литые алюминиевые листы для бутылочных крышек.