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（乳源东阳光精箔有限公司，广东 韶关 512700）
摘 要：5052铝合金属于Al-Mg合金，根据其用途，半硬态产品主要包含H32、H22两种。根据试验确立了两种加工工艺。既通过加工率选择，稳定化温度与时间选择、成品退火温度与时间的选择确定工艺。组织与力学性能表明，5052合金H32状态板材，经过140℃／4h稳定化处理，可获得满足技术条件，σb达到228MPa；δ为8.5%，H22工艺通过成品退火温度与时间的控制，使得H22卷材的力学性能控制在优良水平。
关键词：Al-Mg合金；稳定化；成品退火；晶粒；机械性能
中图分类号：TB 文献标识码：A文章编号：1672-3198（2011）17-0327-03
1 试验方案
1.1 试验材料
采用半连续铸轧生产的5052合金方锭，成分控制为表1中成分要求，锯切为规格450mm*1180mm*5300mm铸锭，成品规格0.6mm*1100mm*C。H32状态生产工艺流程为：熔炼—铸造—铣边——锯切——铣面—均热—热轧—冷轧—重卷切边+清洗—中间退火—冷轧—稳定化退火—拉弯矫—包装交货。H22状态生产工艺流程为：熔炼—铸造—铣边—锯切—铣面—均热—热轧—冷轧—拉弯矫清洗—成品退火—拉弯矫—包装交货。
表1 5052合金各元素质量分数
1.2 试验方案
热轧坯料厚度6.5mm，切取样品采取360℃，2小时保温工艺退火后进行测试。H32状态卷材工艺：热轧坯料根据成品规格，预留不同压下量，既厚度分别为0.75mm（20%预留），0.8mm（25%预留），0.86mm（30%预留），0.92mm（35预留），1.0mm（40%预留），1.3mm（54%预留），上述各厚度坯料经过360℃，2小时退火后，再由四重不可逆冷轧机轧制至成品厚度0.6mm，将不同冷变形量的成品带材进行不同温度稳定化退火试验，退火温度选择120，140.160，180，200℃等七个温度，用空气退火炉加热，随炉升温，打点偶测温，金属到温后保温4小时。H22状态卷材工艺：热轧坯料厚度为6.5mm，由四重不可逆冷轧机5-7个道次直接轧制至成品厚度。将成品带材进行不同温度退火试验，退火温度选择230，235.240，245，250，255，260℃等七个温度，用空气退火炉加热，随炉升温，打点偶测温，金属到温后保温4小时。
对热轧板、不同冷变形程度和稳定退火的卷材以及成品退火后卷材进行组织及力学性能检测，并进行了根据测试结果确定适宜的工艺参数。
2 试验结果与分析
2.1 5052合金热轧工艺参数
5052合金铸锭经460℃～500℃加热保温18～24h均匀化处理，均热结束后，轧制至6.5mm。热轧终轧温度260～320℃。热轧总加工率98.5%，其力学性能见表2。
表2 5052合金6.5mm厚热轧板性能
2.2 冷变形程度对5052合金组织和性能的影响
厚度为6.5mm的热轧坯料由四重不可逆冷轧机轧制成0.75mm～1.3mm（不同加工率预留）各厚度卷材，经过360℃*2h中间退火，轧制出成品厚度为0.6mm卷材，其组织和性能指标如表3及图1，图2，图3，从表3和图1中可以发现，5052合金带材随冷变形强度增加出现加工硬化现象，抗拉强度升高，延伸率下降。关于成因，普遍认为是位错的交互作用有关。随着塑性变形的不断进行，位错密度不断增加，位错反应和相互交割加剧，结果产生固定割阶、位错缠结等障碍，以致形成胞状亚结构，使位错难以越过这些障碍而被限制在一定范围内运动。这样，要是金属继续变形，就需要不断增加外力，才能克服位错间强大的交互作用力。
从图2中也可以看出，带材经过冷变形后，其等轴晶粒会沿轧制方向伸长。同时由图3可见，变形程度增加，伸长的幅度也会增加，若变形程度很大，则晶粒呈现为一片如纤维状的条纹，成为纤维组织。当金属含有第二相质点时，则他们会沿变形方向拉长成细带状。
表3 不同冷变形程度性能
2.3 稳定化温度对于板材组织和力学性能的影响
经过不同程度冷变形后的5052合金带材，经120～200℃保温4h稳定化退火，其力学性能如图4、5，如图所示，同一变形程度的5052合金带材随着稳定化温度的提高，抗拉强度与屈服强度值逐渐下降，延伸率逐步提高。因为随着退火温度的升高，带材发生回复与再结晶，其驱动能是金属的自由能增量。冷变形储能结构是晶格畸变和各种晶格缺陷，如点缺陷，位错，亚晶界。加热时，晶格畸变将恢复，组织与结构将向平衡状态转化。加工率大的带材储能多，相同温度退火时的变化趋势更大。
用户对于材质的要求，主要在于强度适宜，强度过高将导致延伸率偏低，冲制过程中开裂的趋势会增加，强度过低将导致弹性变差，冲制的弹性部件按压后无法正常回弹，综合以上因素，确定5052H32带材的生产工艺为冷变形25%，稳定化温度140℃，保温4h.
2.4 成品退火对于H22状态带材的性能影响
5052合金卷材经过多道次冷轧至0.6mm，性能指标如表4，抗拉强度已经达到320Mpa，延伸率3.5%，无法满足客户的冲压要求，卷材需要经过退火，使其强度下降，延伸率上升至合理范围才可以使用。随着退火温度的升高，抗拉强度与屈服强度逐渐减低，延伸率逐渐升高，具体性能参数如表5，变化曲线如图6.卷材在退火过程中主要发生的回复与再结晶反应，其中回复占据主要部分。回复过程的本质是点缺陷运动和位错运动及其重新组织，结构上表现为多边化过程，形成亚晶组织，退火温度升高或退火时间延长，亚晶尺寸逐渐增大，呈现出鲜明的亚晶晶界。图7为H22典型退火金相图谱，晶粒发生明显的回复并伴随部分再结晶，其与H32金相图谱催在较大的差别，H32状态为中退后轧制，晶粒均一，呈现轻微的沿轧制方向拉伸，H22为成品退火，纤维组织明显，并存在个别部分的再结晶。
表4 5052合金0.6mm厚冷轧板性能
表5 冷轧带材各温度退火性能
根据用户对于材质的要求，并综合生产工艺因素，确定5052H22带材的成品退火生产工艺为：255℃*4h。
3 结论
（1）H22典型退火金相图谱，晶粒发生明显的回复并伴随部分再结晶，其与H32金相图谱催在较大的差别，H32状态为中退后轧制，晶粒均一，呈现轻微的沿轧制方向拉伸，H22为成品退火，纤维组织明显，并存在部分再结晶晶粒。
（2）5052 H32带材的生产工艺为冷变形25%，稳定化温度140℃，保温4h. 5052 H22带材的成品退火生产工艺为：255℃*4h。
（3）5052合金加工硬化现象明显，随着冷加工率的增加，抗拉强度与屈服强度逐渐增加，延伸率逐渐降低。成品退火则其趋势相反，随着退火温度的升高，抗拉强度与屈服强度逐渐减小，延伸率逐渐增加。
参考文献
［1］王祝堂，田荣璋.铝合金及其加工手册［M］.长沙：中南大学出版社，ISBN7-81061-298-0/TG.001.
［2］俞汉青，陈金德.金属塑性成型原理 ［M］.北京：机械工业出版社，ISBN 7-111-07150-6.
［3］马英义，徐崇义，等. 5182H32板材生产工艺研究［J］.轻合金加工技术，2000，（4）.
摘 要：5052铝合金属于Al-Mg合金，根据其用途，半硬态产品主要包含H32、H22两种。根据试验确立了两种加工工艺。既通过加工率选择，稳定化温度与时间选择、成品退火温度与时间的选择确定工艺。组织与力学性能表明，5052合金H32状态板材，经过140℃／4h稳定化处理，可获得满足技术条件，σb达到228MPa；δ为8.5%，H22工艺通过成品退火温度与时间的控制，使得H22卷材的力学性能控制在优良水平。
关键词：Al-Mg合金；稳定化；成品退火；晶粒；机械性能
中图分类号：TB 文献标识码：A文章编号：1672-3198（2011）17-0327-03
1 试验方案
1.1 试验材料
采用半连续铸轧生产的5052合金方锭，成分控制为表1中成分要求，锯切为规格450mm*1180mm*5300mm铸锭，成品规格0.6mm*1100mm*C。H32状态生产工艺流程为：熔炼—铸造—铣边——锯切——铣面—均热—热轧—冷轧—重卷切边+清洗—中间退火—冷轧—稳定化退火—拉弯矫—包装交货。H22状态生产工艺流程为：熔炼—铸造—铣边—锯切—铣面—均热—热轧—冷轧—拉弯矫清洗—成品退火—拉弯矫—包装交货。
表1 5052合金各元素质量分数
1.2 试验方案
热轧坯料厚度6.5mm，切取样品采取360℃，2小时保温工艺退火后进行测试。H32状态卷材工艺：热轧坯料根据成品规格，预留不同压下量，既厚度分别为0.75mm（20%预留），0.8mm（25%预留），0.86mm（30%预留），0.92mm（35预留），1.0mm（40%预留），1.3mm（54%预留），上述各厚度坯料经过360℃，2小时退火后，再由四重不可逆冷轧机轧制至成品厚度0.6mm，将不同冷变形量的成品带材进行不同温度稳定化退火试验，退火温度选择120，140.160，180，200℃等七个温度，用空气退火炉加热，随炉升温，打点偶测温，金属到温后保温4小时。H22状态卷材工艺：热轧坯料厚度为6.5mm，由四重不可逆冷轧机5-7个道次直接轧制至成品厚度。将成品带材进行不同温度退火试验，退火温度选择230，235.240，245，250，255，260℃等七个温度，用空气退火炉加热，随炉升温，打点偶测温，金属到温后保温4小时。
对热轧板、不同冷变形程度和稳定退火的卷材以及成品退火后卷材进行组织及力学性能检测，并进行了根据测试结果确定适宜的工艺参数。
2 试验结果与分析
2.1 5052合金热轧工艺参数
5052合金铸锭经460℃～500℃加热保温18～24h均匀化处理，均热结束后，轧制至6.5mm。热轧终轧温度260～320℃。热轧总加工率98.5%，其力学性能见表2。
表2 5052合金6.5mm厚热轧板性能
2.2 冷变形程度对5052合金组织和性能的影响
厚度为6.5mm的热轧坯料由四重不可逆冷轧机轧制成0.75mm～1.3mm（不同加工率预留）各厚度卷材，经过360℃*2h中间退火，轧制出成品厚度为0.6mm卷材，其组织和性能指标如表3及图1，图2，图3，从表3和图1中可以发现，5052合金带材随冷变形强度增加出现加工硬化现象，抗拉强度升高，延伸率下降。关于成因，普遍认为是位错的交互作用有关。随着塑性变形的不断进行，位错密度不断增加，位错反应和相互交割加剧，结果产生固定割阶、位错缠结等障碍，以致形成胞状亚结构，使位错难以越过这些障碍而被限制在一定范围内运动。这样，要是金属继续变形，就需要不断增加外力，才能克服位错间强大的交互作用力。
从图2中也可以看出，带材经过冷变形后，其等轴晶粒会沿轧制方向伸长。同时由图3可见，变形程度增加，伸长的幅度也会增加，若变形程度很大，则晶粒呈现为一片如纤维状的条纹，成为纤维组织。当金属含有第二相质点时，则他们会沿变形方向拉长成细带状。
表3 不同冷变形程度性能
2.3 稳定化温度对于板材组织和力学性能的影响
经过不同程度冷变形后的5052合金带材，经120～200℃保温4h稳定化退火，其力学性能如图4、5，如图所示，同一变形程度的5052合金带材随着稳定化温度的提高，抗拉强度与屈服强度值逐渐下降，延伸率逐步提高。因为随着退火温度的升高，带材发生回复与再结晶，其驱动能是金属的自由能增量。冷变形储能结构是晶格畸变和各种晶格缺陷，如点缺陷，位错，亚晶界。加热时，晶格畸变将恢复，组织与结构将向平衡状态转化。加工率大的带材储能多，相同温度退火时的变化趋势更大。
用户对于材质的要求，主要在于强度适宜，强度过高将导致延伸率偏低，冲制过程中开裂的趋势会增加，强度过低将导致弹性变差，冲制的弹性部件按压后无法正常回弹，综合以上因素，确定5052H32带材的生产工艺为冷变形25%，稳定化温度140℃，保温4h.
2.4 成品退火对于H22状态带材的性能影响
5052合金卷材经过多道次冷轧至0.6mm，性能指标如表4，抗拉强度已经达到320Mpa，延伸率3.5%，无法满足客户的冲压要求，卷材需要经过退火，使其强度下降，延伸率上升至合理范围才可以使用。随着退火温度的升高，抗拉强度与屈服强度逐渐减低，延伸率逐渐升高，具体性能参数如表5，变化曲线如图6.卷材在退火过程中主要发生的回复与再结晶反应，其中回复占据主要部分。回复过程的本质是点缺陷运动和位错运动及其重新组织，结构上表现为多边化过程，形成亚晶组织，退火温度升高或退火时间延长，亚晶尺寸逐渐增大，呈现出鲜明的亚晶晶界。图7为H22典型退火金相图谱，晶粒发生明显的回复并伴随部分再结晶，其与H32金相图谱催在较大的差别，H32状态为中退后轧制，晶粒均一，呈现轻微的沿轧制方向拉伸，H22为成品退火，纤维组织明显，并存在个别部分的再结晶。
表4 5052合金0.6mm厚冷轧板性能
表5 冷轧带材各温度退火性能
根据用户对于材质的要求，并综合生产工艺因素，确定5052H22带材的成品退火生产工艺为：255℃*4h。
3 结论
（1）H22典型退火金相图谱，晶粒发生明显的回复并伴随部分再结晶，其与H32金相图谱催在较大的差别，H32状态为中退后轧制，晶粒均一，呈现轻微的沿轧制方向拉伸，H22为成品退火，纤维组织明显，并存在部分再结晶晶粒。
（2）5052 H32带材的生产工艺为冷变形25%，稳定化温度140℃，保温4h. 5052 H22带材的成品退火生产工艺为：255℃*4h。
（3）5052合金加工硬化现象明显，随着冷加工率的增加，抗拉强度与屈服强度逐渐增加，延伸率逐渐降低。成品退火则其趋势相反，随着退火温度的升高，抗拉强度与屈服强度逐渐减小，延伸率逐渐增加。
参考文献
［1］王祝堂，田荣璋.铝合金及其加工手册［M］.长沙：中南大学出版社，ISBN7-81061-298-0/TG.001.
［2］俞汉青，陈金德.金属塑性成型原理 ［M］.北京：机械工业出版社，ISBN 7-111-07150-6.
［3］马英义，徐崇义，等. 5182H32板材生产工艺研究［J］.轻合金加工技术，2000，（4）.