５０５２鋁合金板材Ｈ２ｎ狀態(tài)工藝研究

5052鋁合金具有中等強度、良好的耐蝕性、焊接性及易于加工成形等特點，是5×××系中的典型合金。在國外，5052H2n鋁合金板材廣泛應(yīng)用于汽車制造、制罐等工業(yè)。而我公司目前還沒有成型的H2n狀態(tài)板材的生產(chǎn)工藝制度，產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。我們結(jié)合生產(chǎn)實際，系統(tǒng)地研究了冷加工率、退火溫度、退火保溫時間對5052鋁合金板材組織與性能的影響，確定了H2n狀態(tài)的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)出了符合ASTMB209標(biāo)準(zhǔn)的板材。

一、試驗

1、試驗材料選擇半連續(xù)水冷法鑄造的5052合金鑄錠，規(guī)格為255×1500mm。

2、試驗?zāi)繕?biāo)值試驗?zāi)繕?biāo)值列于表(引用ASTMB209-88標(biāo)準(zhǔn))。

3、試驗內(nèi)容(1)冷加工率對組織與性能的影響 冷加工率分別選擇20％、30％、40％、50％、60％、70％。(2)退火溫度對性能的影響將經(jīng)冷加工后的板材分別進行100。C、120DC、150。C、180℃、200℃、220℃、240℃、260℃、270℃、280℃、300℃、320℃、350℃溫度下退火，保溫1小時。(3)保溫時間對性能的影響 不同退火溫度、不同冷加工率制度下生產(chǎn)的板材，分別進行1、2、3小時退火，考察對組織與性能的影響。

4、試驗過程 5052H2n板材生產(chǎn)工藝流程：熔鑄→鋸切→銑面→加熱→熱軋→中溫軋制→剪切→成品退火→性能檢測。

二、試驗結(jié)果與分析

由圖可知，板材組織為再結(jié)晶組織與部分纖維組織共存，是典型的熱加工組織。

1、冷加工試驗結(jié)果與分析冷加工率(20％～70％)對5052鋁合金板材性能影響如圖1所示。

隨著冷加工率增加，抗拉強度、屈服強度提高，延伸率降低。這是由于冷變形程度越大，晶粒破碎程度也越大，金屬內(nèi)部點缺陷和位錯的密度也越大，晶格畸變程度更加嚴(yán)重，形成了纖維組織及帶狀組織，材料加工硬化程度提高。

2、熱處理工藝試驗結(jié)果與分析 (1)退火溫度的影響 加工率相同的板材，隨著退火溫度的升高，強度隨退火溫度的增加而降低，伸長率則逐漸升高。這種變化趨勢隨冷加工率的增加更加明顯。冷加工率20～40％的板材，其性能變化趨勢較緩，加工率在50～70％的板材，其力學(xué)性能變化較快，這是由于冷加工率小時，板材的組織中多為變形前的退火組織，其內(nèi)部畸變能小；隨著冷加工率加大，加工組織增加，畸變能升高，使金屬再結(jié)晶溫度降低。(2)退火保溫時間對性能的影響在100～260℃溫度范圍內(nèi)退火，當(dāng)保溫時間超過1h后，保溫時間對性能的影響很小，性能曲線平穩(wěn)。這說明退火時間為1h，就能得到足夠穩(wěn)定的性能。在270℃退火時，性能曲線變化較大，不同的保溫時間對應(yīng)不同的力學(xué)性能，在此溫度退火時，就要考慮保溫時間對力學(xué)性能的影響。

通過研究5052合金的冷加工率，退火溫度，保溫時間與力學(xué)性能的關(guān)系，確定5052H2n生產(chǎn)工藝參數(shù)。

三、工業(yè)生產(chǎn)試驗

通過5052H2n狀態(tài)生產(chǎn)試驗結(jié)果可見，5052H2n狀態(tài)板材性能完全滿足ASTMB209標(biāo)準(zhǔn)的要求。

四、結(jié)論

1、5052合金板材隨著冷加工率的增加，其抗拉強度升高，延伸率下降，其退火曲線隨冷加工率的變化而變化。

2、5052合金同一冷加工率板材，在100～260℃范圍內(nèi)退火，保溫時間(1～3h)對力學(xué)性能影響不大。

3、按此工藝生產(chǎn)的5052H2n狀態(tài)板材性能穩(wěn)定，具有良好的耐蝕性能，符合ASTMB209標(biāo)準(zhǔn)要求。