Вплив процесу відпалу на швидкість колосіння 8011 Литокатаний алюмінієвий сплав для ковпачків від пляшок

Анотація

У цьому документі, 8011 литі катані заготовки використовують для виготовлення алюмінієвих листів для пляшкових кришок, і досліджено вплив процесів гомогенізаційного відпалу та проміжного відпалу на властивості продукту.

Результати показують, що алюмінієві листи кришки для пляшок, які відповідають вимогам замовника, можуть бути виготовлені з литих прокатних заготовок шляхом застосування відповідних процесів гомогенізації відпалу.

вступ

Завдяки властивим характеристикам ливарно-прокатного процесу, литі катані заготовки демонструють явну анізотропію, що обмежує їх застосування у виробах глибокої витяжки.

У цій роботі, розумний процес гомогенізації відпалу прийнятий для полегшення сегрегації складу та анізотропії 8011 литих прокатних заготовок, викликаних процесом лиття прокатки, і оптимізують внутрішню мікроструктуру.

У поєднанні з відповідним проміжним відпалом і прийнятним холодним обтисненням кінцевого проходу прокатки в подальшій обробці, пропорції різних фактур в аркушах збалансовані, анізотропія матеріалу зменшується, і алюмінієві листи кришки для пляшок, які задовольняють вимогам глибокої витяжки, успішно виготовлені.

1 Схема експерименту

1.1 Експериментальні матеріали

Сировина є 8011 литий рулон з початковою товщиною заготовки 6,0–6,5 мм, і цільова готова товщина виробу 0.21 мм.

Розмір зерна литих рулонів повинен досягати класу 1.

Хімічний склад 8011 Сплав для кришок від пляшок (масова частка, %)

1.2 Експериментальні процедури

З нерухомими проходами холодної прокатки, температури гомогенізаційного відпалу та проміжного відпалу встановлюються як змінні параметри. Повний маршрут процесу виглядає наступним чином:

Литокатана заготовка → холодна прокатка до 3.8 мм → гомогенізаційний відпал → холодна прокатка до 0.43 мм → проміжний відпал → холодна прокатка до кінцевої товщини 0.21 мм

Розроблено три порівняльні схеми процесу:

Схема 1: Гомогенізація при 480 ° C для 4 h для 3.8 заготовки товщиною мм; проміжний відпал при 360 ° C для 2 h для 0.43 смужки мм

Схема 2: Гомогенізація при 480 ° C для 4 h для 3.8 заготовки товщиною мм; проміжний відпал при 280 ° C для 2 h для 0.43 смужки мм

Схема 3: Гомогенізація при 530 ° C для 4 h для 3.8 заготовки товщиною мм; проміжний відпал при 320 ° C для 2 h для 0.43 смужки мм

1.3 Тестові елементи

Міцність на розрив \(R_m), подовження A та швидкість розшарування e зразків після проміжного відпалу та готових виробів перевіряються відповідно до національних стандартів.

Готові листи, виготовлені за трьома схемами, доставляються замовникам для випробувань креслення чашок, і оптимальний процес промислового виробництва визначається на основі практичного зворотного зв'язку щодо штампування.

2 Експериментальні результати

2.1 Результати випробувань проміжного відпалу

Зразки холоднокатані до 0.43 мм відпалюються в ящиковій печі (помістіть у піч після досягнення заданої температури, час витримки: 2–4 год) для перевірки механічних властивостей і характеристик колосіння.

1. У діапазоні температур 230–250 °C, міцність на розрив різко падає, а відносне подовження значно зростає, вказуючи на те, що в цьому температурному інтервалі відбувається повна рекристалізація. Різкі зміни в поведінці колосіння відбуваються під час перекристалізації: після відпалу при 240 ° C для 2 ч, колосіння в основному відбувається вздовж напрямку 45° з невеликим колосінням 0°/90°; коли час витримки подовжено до 4 ч, колосіння повністю зміщується в напрямку 0°/90°.
2. Після повної перекристалізації, подальше підвищення температури відпалу не викликає очевидних змін у швидкості колосіння; коли температура перевищує 360 °C, подовження листів помітно зменшується. тому, відповідний діапазон температур для проміжного відпалу становить 250–360 °C.
3. Порівняння температур гомогенізації: Зразки гомогенізують при низькій температурі (480 °C) показують вищі швидкості колосіння та швидший перехід напрямків колосіння після проміжного відпалу, при гомогенізації зразків при 530 °C демонструють загальний нижчий рівень колосіння.

Фактичні властивості після проміжного відпалу

2.2 Властивості готової продукції

Після проміжного відпалу, смуги холоднокатані до кінцевої товщини 0.21 мм при холодному обрізанні приблизно 51%.

Нижче наведено механічні характеристики готових виробів.

Властивості готової продукції

Результати випробувань клієнтів

Висновок тесту: Готові вироби Схеми 1 та Схема 2 гомогенізований при 480 °C мають швидкість колосіння, близьку до 10%, недотримання вимог щодо глибокої витяжки кришок від пляшок.

Готові вироби Схеми 3 гомогенізований при 530 °C мають швидкість колосіння близько 5% без розтріскування штампування, і були поставлені багатьом виробникам кришок для пляшок у масовому виробництві.

3 Аналіз та обговорення

3.1 Кореляція між текстурою та швидкістю колосіння

Поведінка колосіння алюмінієві листи переважають внутрішні кристалічні текстури.

Холодна прокатка створює текстури деформації, які призводять до колосіння під кутом 45° під час витягування чашки.

Після відпалу листи піддають великому холодного обтиснення, Текстури рекристалізації в основному складаються з кубічної текстури та текстури R.

• Куб текстури: викликає колосіння в напрямках 0°/90°;
• R текстура: викликає колосіння в напрямку 45°.

Ідея оптимізації для алюмінієвих листів глибокої витяжки полягає в регулюванні пропорції двох текстур, взаємно компенсує ефект лущення, спричинений різними текстурами, зменшити загальну швидкість колосіння та покращити здатність до глибокого витягування.

3.2 Механізм регулювання температури гомогенізації на мікроструктурі литого прокату

Процес лиття прокатки відрізняється високим ступенем переохолодження і швидким охолодженням, що призводить до великої кількості нерівноважних других фаз і серйозної сегрегації твердого розчину елементів Si і Fe в алюмінієвій матриці після затвердіння.

Гомогенізаційний відпал сприяє перетворенню нерівноважних фаз, осадження перенасичених твердих розчинів і усунення сегрегації складу.

1. Металографічне порівняння (малюнок 3 & малюнок 4)
   • Гомогенізація при 530 °C: Інтерметалічні сполуки дрібнодисперсні і рівномірно дисперговані, і зерна є типовими рівновісними зернами.
   • Гомогенізація при 480 °C: Фази, що випадають в осад, грубодисперсні, розміри зерен неоднорідні, і місцеве грубе зерно існує.
2. Конкуренція між осадженням і рекристалізацією при низькій температурі гомогенізації (480 °C), осадження відбувається до перекристалізації. Випали частинки закріплюють дислокації і перешкоджають зародженню рекристалізації, зрештою утворюючи грубі та нерівномірні рекристалізовані мікроструктури. При високій температурі гомогенізації (530 °C), перекристалізація має перевагу, а наступні опади стримують надмірний ріст зерна, дає дрібну та рівномірну рівновісну зернисту структуру.

3.3 Регулюючий вплив опадів Fe/Si на текстури

Основні легуючі елементи 8011 сплавом є Fe і Si. Швидке охолодження литого прокату робить велику кількість Fe та Si перенасиченою в алюмінієвій матриці.

Під час гомогенізації, Fe і Si випадають в осад, утворюючи дисперговані речовини \(FeAl_3) частинки:

1. \(FeAl_3) частинки можуть подрібнити перекристалізовані зерна, роблять відпалені мікроструктури щільними та однорідними, і послабити анізотропію матеріалу.
2. При гомогенізації при 530 °C, Fe і Si випадає в достатній осад. Дисперговані частинки другої фази сприяють рекристалізації на місці під час проміжного відпалу. У цьому процесі зберігається частина текстури деформації холодної прокатки, в той час як утворення R-текстури полегшується, а надмірний розвиток кубічної текстури гальмується. Пропорції двох текстур рекристалізації збалансовані, суттєво знижуючи колосистість готової продукції.

4 Висновки

1. Підвищення температури гомогенізації відпалу від 480 °C до 530 °C забезпечує рівномірне та дисперговане виділення сплаву та покращує постійність рекристалізованих розмірів зерен. Кубічна текстура та текстура R, створені після проміжного відпалу, взаємно протидіють текстурі деформації, що утворюється під час останнього проходу холодної прокатки., значно зменшуючи швидкість колосіння 8011 листи алюмінієвого литого прокату.
2. Після повної рекристалізації завершується проміжний відпал, його параметри процесу мають обмежений вплив на швидкість колосіння. Процес гомогенізації відпалу є основним вирішальним фактором, що регулює швидкість колосіння 8011 листи литого алюмінію для пляшкових кришок.