5754-H32鋁合金帶材生產工藝

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、中等強度等特點，是AI-Mg系合金中典型的合金。不同熱處理狀態的5754鋁合金板材廣泛應用于焊接結構件、大型屋面板、汽車制造業、軌道交通和船舶制造業等領域，其中H32狀態板帶材是用量最大的熱處理狀態之一[1]。

1 試驗材料和方法

1.1 試驗材料

其化學成分如表1所示的，半連續鑄造生產的5754鋁合金鑄錠為本實驗所采用的。7700mm×1350mm×650mm為鋸切頭、尾后鑄錠的規格。熱軋卷材為1280mm×3.0mm且在1+3熱連軋機上軋制。

表1 5754鋁合金鑄錠的化學成分（質量分數/%）

1.2 試驗方法

在四輥試驗冷軋機上軋制從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系時則通過對不同厚度冷軋板的力學性能進行檢測，接著在選擇中間退火以后的冷軋加工率時根據5754-H32板材的力學性能要求，軋制至0.77mm則仍舊借助于四輥試驗冷軋機進行軋制[2]。300℃、280℃、260℃、240℃、220℃和200℃為進行成品退火試驗時不同冷軋變形率的成品板材所選擇的退火溫度，兩小時則作為保溫時間。

2 試驗結果與分析

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的熱軋卷需要經過3機架熱精軋，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，且為完全再結晶組織，表2所示則為熱軋卷的力學性能。

表2 5754鋁合金3.0mm熱軋卷材的力學性能

2.2 冷軋板組織與性能

在四輥試驗冷軋機上把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應68%、56%、45%、36%、25%和10%。表三所示則為冷軋板的力學性能。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度的增加呈現出線性的趨勢，隨著增加的壓下率，在壓下率小于11.1%的情況下，其屈服強度增加迅速，接著雖然減小了增幅。然而在增加時也呈現出了線性。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

在四輥試驗軋制上把3.0mm熱軋卷根據上文的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，接著兩小時的保溫時間，320℃的退火溫度進行中間退火，其完全再結晶狀態也可以通過其進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%則分別為其對應的中間退火后冷軋變形率。保溫兩小時，在200℃～300℃對不同冷軋變形率的5754鋁合金板材進行成品退火。保溫兩小時，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，板材的屈服強度、抗拉強度，隨著升高的成品退火溫度，在同一冷軋加工率下逐漸降低，但是其伸長率卻逐漸升高。這是由于板材內部隨著升高的退火而發生了再結晶和回復。當成品退火溫度升高至300℃后，對于冷軋加工率25%和33%和的板材而言，其伸長率達到20%以上，屈服強度降低至120N/mm2以下，抗拉強度則急劇降低至235N/mm2以下，因此我們可以得出板材發生了完全再結晶。當成品退火溫度升高至280℃，對于冷軋加工率19%板材來說，伸長率為14.5%，屈服強度為168N/mm2，抗拉強度為254N/mm2。板材的伸長率在成品退火溫度升高至300℃時為15.2%，屈服強度為148N/mm2，抗拉強度為240N/mm2，而此時板材未完全再結晶。成品退火溫度升高至280℃退火，對于冷加工率12.5%的板材而言，伸長率為15.8%，屈服強度為152N/mm2，抗拉強度為237N/mm2，且板材材料也并未在退火溫度300℃時發生完成再結晶。隨著逐漸增加的冷軋加工率，中間退火后板材再結晶的驅動力增加，材料內部儲能增加。在300℃成品退火時，冷軋加工率33%和25%的板材伸長率提升，強度急劇下降，且發生完全再結晶。此外，材料在290℃～300℃退火隨著增大的冷軋加工率發生再結晶時其力學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晶組織。

3 試驗結論

在冷軋時，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度的增加呈現出線性的變化，隨著增加的壓下率，在壓下率小于11.1%的情況下，其屈服強度也增加迅速，其增幅隨后減小，然而其增加也呈現出線性。隨壓下率增加，在壓下率小于26.2%的情況下，其伸長率迅速降低，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狀態材料的伸長率。