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摘要:铝合金由于其自身拥有焊接性能好、韧性强、抗腐蚀能力强等方面的优势,被越来越多的应用于我国航天、工业等各个领域之中。而塑性成形以及热处理是强化铝合金的重要方法。本文将主要对铝合金的轧制工艺与热处理工艺进行研究与讨论。
关键词:铝合金;轧制工艺;热处理工艺
引言
时代的发展,带动科学技术的发展,而科学技术的发展离不开各种材料的支持,单一的材料已经难以满足人们的实际需求,合金随之受到人们的关注。复合材料的产生可以说在极大程度上解决我国材料不足问题,而合金也由于其导电性强,韧性强,抗腐蚀能力高等各方面的因素受到人们的广泛关注,并且被广泛的应用于航天、电子通信、民生等各个领域。铝合金是现阶段,人们所发现的,综合性能较高的合金,其在应用的过程中主要实在纯铝中加入镁、铜、锰、硅等元素,而不同元素的添加也带给铝合金以不同的属性,不同属性的铝合金也应用于不同的领域中,给人们的生活带来极大的便利。轧制工艺与热处理工艺是铝合金工艺中的重点内容,本文对铝合金的轧制与热处理工艺展开讨论与研究。
1工艺研究的重要性
铝合金是现阶段应用较为广泛,综合性能较为高的合金材料。其由于自身的优越性也越来越受到各种高端技术的欢迎,在我国各个高新技术中发挥着极大的作用。然而,现阶段,由于我国科学技术、实践经验等方面的不足,我国对于铝合金的属性认识还不够深刻,难以更好的对现有的铝合金材料进行使用[1]。针对于铝合金轧制以及热处理的研究能够辅助人们更加深入的认识铝合金,以及为人们后续的铝合金研究提供一定的参考。
第一,辅助高新技术的不断发展完善。现阶段,我国高新技术在发展的过程中需要更多的信息材料的支持,而铝合金材料更是高新技术产业发展中的重要材料。对于铝合金的研究能够为高新技术产业发展提供材料以及数据方面的支持,辅助其更好的发展。
第二,有助于材料产业的发展。材料是现阶段社会发展的重点内容,而人们对于材料的认识则在较大程度上决定材料行业的发展质量。对铝合金轧制工艺以及热处理工艺进行研究,能够为我国材料行业的发展提供更多的资料支持,提升其发展质量。
2轧制工艺对于铝合金金属性能影响
在对铝合金轧制工艺进行研究先,需要对铝合金进行均匀化工艺处理,这样能够在较大程度上提升铝合金的综合属性也能够在较大程度上提升研究数据准确性。在研究的过程中,发现轧制工艺主要是从轧制的温度、速度以及变形量三个方面对铝合金的使用质量产生影响。
第一,轧制温度影响铝合金的强度与硬度。铝合金是一种金属合金,其在应用的过程中也会受到进入本身属性的影响。金属在实际应用的过程中是较为容易受到外界温度影响到,铝合金也是也同样。根据现有的资料显示,铝合金伴随着温度的上升,其硬度以及强度也会不断的上升,而在超过一定的温度时,其性能又会下降[2]。找准铝合金在实际应用过程中的最佳温度,能够在最大程度上提升铝合金的硬度与强度,使其能够在应用的过程中发挥其最大作用。如,研究人员在对2219铝合金进行研究的过程中,利用不同的轧制温度进行试验,而试验的结果表明,2219铝合金在使用的过程中其轧制温度在420摄氏度时,铝合金表面结晶少,颗粒小,其硬度与强度也最强。
第二,轧制速度影响铝合金的力学属性。在经过一段时间的研究以及试验后,发现轧制速度会在一定程度上影响铝合金的强度,延伸性。一般的情况下,伴随着轧制速率的提升铝合金在使用过程中其强度以及延伸度都有明显的上升。而在其抗拉强度以及延伸度都到达最大时,继续增加速率其延伸度与强度开始下降。引起这种情况的原因有两个。第一,在低速率的情况下,铝合金在轧制的过程中局部的能量过于集中,造成其他部分的能量分布不足,内部整理能量分布不均匀,进而影响铝合金的属性,造成其强度以及延展率较低。
第二个原因是,在轧制速度非常快时,相同时间内的铝合金变形程度更大,逐渐超过铝合金自身的承受力,进而造成铝合金力学属性在轧制速度过快时出现减弱情况。如,研究人员在对2219铝合金进行研究的过程中,在轧制速度在0.7S-1时,其抗拉强度为450MPa与延伸率20%,为其研究时的最大值。而在0.9S-1时,其延伸率下降大致23%,而其强度也下降了大致4.4%。
第三,变形量影响铝合金的力学属性。变形是金属的基本属性之一,多数的金属能够按照人们的实际需求进行变形。在现有的数据中表明,在一定的范围内,伴随着铝合金变形量的增加其力学属性也在不断的提升,而在超过这个范围后,力学属性将会伴随着变形量的增加而降低[3]。如,在对2219铝合金进行研究的过程中发现,其在变形量处于60%内时,其延伸率以及强度会伴随着变形量的增加而增加,最大到达20.2%的延伸率以及450MPa的抗拉强度。而在其变形量在60%以上时,铝合金的力学属性又呈现下降的趋势,如在当轧制变形量到达80%时,铝合金强度会到达440MPa,而其的延展率也会下降到16.2%。故而,找出最佳的变形量也有助于相关单位按照铝合金的实际情况,在其最大强度时进行最高效的塑性,使其能够满足现在社会人们工作生活以及科技发展的实际需求。
3热处理工艺对铝合金性能影响
形变热处理是影响铝合金使用质量的重要因素,通过对形变热处理中的各个影响因素进行控制,能够辅助相关技术人员找寻最为合适的方式提升铝合金的力学属性,让其能够在人们的发展过程中发挥更大的作用。
第一,不同的预变形量对铝合金的力学属性有一定的影响。探究与变形量对铝合金的影响主要是从合金的硬度以及拉伸性能等方面出发。从已知的数据中,可以看出铝合金的抗拉力强度与屈服强度伴随着冷轧预变形量的增加而呈现出先上升后下降的趋势。
第二,不同时效对铝合金的性能有一定的影响,在对铝合金进行冷轧预变形处理后,试验人员需要单一的改变时效后对铝合金的使用情况进行判断。在现有的资料可分析出,其改变趋势与其他因素对铝合金影响的改变趋势相似,合金的强度会伴随着实践的延长出现先上升而后下降的趋势。
第三,不同的应变速率会对合金的高温力属性产生一定的影响[4]。在已知的文献中可发现,在一定的应变速率影响下,合金材料之间的应力会伴随着温度的升高而长线下降的趋势,而铝合金的延伸率则是呈现上升的趋势,这种情况的产生主要是因为热软化效应。
结语
伴随着时代的发展,铝合金越来越受到人们的关注,而铝合金也由于自身质量较轻、强度高、延展性高、抗腐蚀等多种优势被广泛的应用于人们生活中的方方面面,并在各种高新技术的发展中起到十分重要的作用。现阶段,铝合金已成为我国发展中的重点研究项目,然而,我国在发展得的过程中铝合金的发展时间较短,人们对其的研究深入程度不够高,造成铝合金难以在是社会的发展过程中发挥更大的作用。故而,现阶段,我国仍需要提升自身对于合金发展的重视程度,对不同合金的属性进行更加深入的研究,让合金产品能够更好的深入到我国的发展过程中,为我国的发展贡献更多的力量。
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