【摘 要】
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锆作为能提高铝合金综合性能的微量添加元素,已经在生产中得到了广泛应用。锆元素可以替代昂贵的钪添加到工业纯铝中增加耐热性、抑制再结晶,应用在铝合金导线上,锆能起到以上这些作用主要与Al3Zr相的析出有关,相关研究表明影响锆元素在铝中存在形式的因素主要有锆的添加量、凝固条件、热处理制度及塑性变形,前两种已有一定的研究成果,而对于后两者的研究却较少。因此本文旨在系统的研究热处理制度及冷轧变形对Al3Zr
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锆作为能提高铝合金综合性能的微量添加元素,已经在生产中得到了广泛应用。锆元素可以替代昂贵的钪添加到工业纯铝中增加耐热性、抑制再结晶,应用在铝合金导线上,锆能起到以上这些作用主要与Al3Zr相的析出有关,相关研究表明影响锆元素在铝中存在形式的因素主要有锆的添加量、凝固条件、热处理制度及塑性变形,前两种已有一定的研究成果,而对于后两者的研究却较少。因此本文旨在系统的研究热处理制度及冷轧变形对Al3Zr相析出行为的影响,进而对材料组织性能的影响。本文主要从以下内容开展:（1）热处理工艺对Al-0.2wt.%Zr铸锭组织性能的影响:对比分析工业纯铝和Al-0.2wt.%Zr铸锭在200-400℃保温过程中电导率和硬度的变化以及扫描结果,探究低温热处理工艺对Al3Zr相析出行为的影响。（2）热处理工艺对Al-0.2wt.%Zr板材组织性能的影响:将变形量为71.4%和92.8%冷轧处理后板材进行与铸锭相同的热处理,通过金相、SEM、电导率、硬度等检测分析,研究冷变形对Al3Zr相析出行为的影响。对铸态试样的研究结果表明:Al-0.2wt.%Zr合金铸锭在200℃、300℃保温过程中,电导率和硬度变化幅度很小,保温到100h时电导率变化范围在1%IACS以内,硬度变化范围在2HV以内,铝基体内未观察到Al3Zr相。而在400℃保温过程中,保温到48h时有观察到析出少量尺寸细小,不均匀分布近球形的Al3Zr相,随着保温时间的延长析出相数量增多,电导率和硬度不断升高。对冷变形板材试样的研究表明:冷变形后,晶粒形貌逐渐由不规则多边形变为长条形,最后成为纤维状组织,冷变形后试样电导率略有下降,硬度显著增加,Zr元素的加入可以显著提高铝合金的再结晶温度,工业纯铝板材在300℃保温4h发生了完全再结晶,而Al-0.2wt.%Zr板材在400℃才发生再结晶。经过变形量为71.4%冷轧处理后,8mm厚的Al-0.2wt.%Zr板材在300℃和400℃保温8h后便能观察到Al3Zr相的析出,析出相数量随保温时间的增加而增多,温度在400℃时,由于再结晶的影响,析出相尺寸更细小,高密度分布。两个温度下电导率均不断升高。经过变形量为92.8%冷轧处理后,2mm厚的Al-0.2wt.%Zr板材在300℃和400℃保温4h后便能观察到极其少量的Al3Zr相,随着变形量和保温时间的增加,析出相数量逐渐增多,增大冷变形量,电导率和硬度变化速率更快。
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