1、簡析鑄軋板的表面偏析規律性權威資料簡析鑄軋板的表面偏析規律性摘要本文積極剖析鑄軋板的組織特點，從生產統計中找出了鋁合金鑄軋板表面偏析出現的規律。通過分析表面偏析的化學成分及組織特點，積極探討導致表面偏析產生的原因，針對性討論了鋁水冷卻強度影響偏析的主要成因，以期實現對偏析現象的控制和改善。關鍵詞鑄軋板表面偏析規律性T96A1009-914X(2015)46-0374-02在工業生產中，有時用純鋁鑄軋板生產不同規格板材時，總是能夠在板材的表面發現幾條帶狀缺陷，這些帶狀缺陷區域里還有很多分散的點狀物排列，帶狀缺陷縱貫板材全長，外形特征明顯。而用酸堿溶液做測試時，能夠發現這些缺陷在堿性溶液或者配制濃

2、度較高的混合酸溶液浸泡后，產生不同程度的腐蝕作用，呈現褐色或者黑色。據系統研究能夠看出，這些帶狀缺陷的位置恰好與鑄軋板的下表面存在的缺陷位置完全吻合，也就是說所有類似規格的板材都產生了這樣的反應，這種缺陷變形就稱之為鑄軋板的表面偏析。而綜合工業生產經驗和研究數據結果，表面偏析容易出現在采用8011鋁合金鑄軋板生產的冷軋板中，且出現位置基本相同。表面偏析頻繁出現在鑄軋板的下表面，其具體出現的位置和尺寸大小仍是不確定的。對于其偏析規律性的分析把握，主要是考慮表面偏析一旦出現，就會在同一個位置不間斷的出現。偏析現象會持續延綿幾個板材卷，直到鑄嘴卸掉為止。1 組織特點鋁金屬板材的制作工藝上，鑄軋板因在

3、鑄軋區內產生特殊的結晶過程，隨后又經歷了不同的熱變化，表現出了跟冷軋、熱軋板大不相同的組織特點。鑄軋板的組織特點在一定程度上影響著下一步的冷軋、退火行為。1.1 顯微組織結構鑄軋板帶一般都具有極為細小的內部顯微組織，這主要是由于鑄軋板在鑄軋區內結晶時，其冷卻速度特別快，短時間的凝固過程能產生很好的凝固效果。這些細小枝晶網絡的形成對中間金屬化合物的微小顆粒產生很大的促進功能作用于材料性能的改進上。能夠促進鑄軋板的強度和硬度進一步提高，同時還保證了材料的塑性不需要降低就能現實。細小彌散的質點有助于得到細小的再結晶晶粒。制作鋁箔時，化合物顆粒小，可減少孔隙。1.2 易形成過飽和固熔體在鋁固熔體中，合

4、金元素在鑄軋板結晶時保持極高凝固速度的情況下被強制固溶在鋁固熔體中，加速形成猛烈的過飽和固熔體。這些常見的合金元素包括錳、鎂、鉻、鐵、硅等，當然也包括在純鋁中存在的雜質元素。而且由于鑄軋板保持的這種極高凝固速率，晶粒中的鋁元素因其在固溶前的不規則分子運動而導致分布很不均勻，這時就形成了晶體內偏析。晶內偏析的表現有很多，常見的是水波紋樣的線條，或者在合金板材制品退火后產生不均勻的再結晶晶粒，影響板材的使用。對鑄軋板坯進行均勻化處理，可以使過飽和的固熔體分解，同時也可以消除晶體內偏析，將作為一種重要的方法改善鑄軋板材制品性能。1.3 晶體成長方向性鋁金屬板材在鑄軋時，強烈的定向導熱使晶體成長具有明

5、顯的方向性。眾所周知，立方晶體樹枝狀主軸沿著方向與柱狀晶的主軸方向相一致。1.4 動態回復特性鑄軋板的組織具有特殊性，內部組織既不是一旦成型就不會再改變的完整鑄態組織，也不是充分變形后無法再實現可塑的組織。它的組織具有動態回復特性，能夠將內部組織中的鑄態組織部分在經過小區域或者小熱量的作用后發生變形，產生動態回復。借助先進顯微鏡設備能夠看出，一些外觀看上去如鑄造晶粒未充分破碎的鑄造組織，其內部的鑄造晶粒體都發生很多因熱變形而進行的動態回復作用，導致亞晶體的產生。這種狀態下的鑄軋板一旦在高溫下進行退火，勢必有再結晶出現，而且再結晶還會產生顆粒較大的晶粒。2 表面偏析區的成分分析用先進光譜儀器對已

6、經產生表面偏析的鑄軋板的表面進行成分對比。從分析結果可以看出，鋁鑄軋板表面的偏析部位，存在鐵、硅等金屬元素，而且與正常部位相比，含量要分別高出60%到206%，而且分析得知鈦金屬的元素含量卻呈現出規律性的下降狀態。應該指出，鑄軋板的表面某些部位的成分選用宏觀光譜分析時，選擇在哪個部位進行測定，與其元素含量大小有直接的關聯影響，分析結果只能作為部分參考。從上面的規律可以看出，鐵和硅等能同鋁生成共晶組織的這些元素在偏析部位的含量明顯升高，鈦元素作為和鋁生成包晶組織的金屬在偏析部位的含量明顯降低，這樣的現象類似于半連續鑄錠表面的偏析瘤，從這個成分分析上可將這種現象稱為表面偏析。3 表面偏析的組織分析

7、鑄軋板上的表面偏析部分，多數情況下是不易被發覺的。但經過酸堿溶液浸泡腐蝕后容易出現黑色狀斑點，才會明顯從視覺上引起關注。當表面偏析區上方有光線掠射或掃射過時，偏析處的反光明顯比正常區域的反光效果差，表現為偏析處稍微發暗。通過手感觸摸能夠發現，偏析區的觸感與相鄰部位相比是不同的。在深度顯微觀察后能發現，偏析區比相鄰部位的晶粒細小很多。通過鑄軋板表面偏析的橫斷面觀察可知，由于偏析區的共晶量增多，表面層枝網絡連續且較為厚實，大多數增多的化合物為AlFeSi。4表面偏析產生的原因1.1 熱接觸不良鑄軋板的表面偏析和連續鑄造的鑄錠表面的偏析瘤是屬于同一類型現象，此現象稱之為反偏析。鑄造金屬內部的空隙影響

8、導熱和散熱過程，使得熱接觸不良是反偏析出現在金屬表面的充分條件。從鑄軋板表面組織能夠看出，表面偏析區和周圍相鄰區域的晶粒種類不同，前者為細晶粒，后者則為粗晶粒。通過對細晶粒區的兩側麥穗裝晶粒集合方向判定，結晶先發生在偏析區后開始在粗晶粒區后結晶。這說明能夠與鑄軋輥面最先接觸的是偏析部位的熔體，通過接觸形成凝殼后，位于兩側區域的熔體才不斷通過凝殼向外導出熱量，而凝殼兩邊的晶粒也同時在兩側熱熔體中成長，兩側的熔體相繼與鑄軋輥面接觸才能算是組織的正常形成。4.2鑄嘴問題實際工業生產的鑄軋過程中，一旦表面偏析出現在幾個鋁材卷之間，不發生間斷，不改變位置，可能采用拆卸鑄嘴的經驗方法實現對表面偏析的控制和

9、消除，由此過程能夠得出，鑄嘴的構造和使用狀態是鑄軋板表面偏析的產生的一方面原因。通過觀察鑄軋板下表面偏析的輕微局部的取樣，能夠看出凝殼是成半島狀分布的，凝殼中間有橫帶出現，同時相比較發現鑄出輥面上的縱向痕跡并不很清晰，說明凝殼上的橫帶和輥面之間有氣隙，這時橫帶上開始出現了表面偏析的點狀分布。證實了鑄嘴的局部脫落會引發局部熔體先和輥面接觸，會引起局部表面偏析。1.3 冷卻強度通過研究，造成鑄軋板表面偏析的主要原因來自于合金熔體的冷卻強度。冷卻強度又被稱作冷卻速度，其參數的改變對鑄錠的組織影響巨大。一旦冷卻強度增大，速率明顯提升，此時能容易形成細化的晶內組織結構。冷卻強度增大后，鑄錠的金屬補縮條件

10、將得到進一步改善，鑄錠的致密度因氣孔的消失而提高，有效改善了偏析區域的惡劣程度。由冷卻強度導致的表面偏析現象可以實現在線調整，加大冷卻強度，對冷卻水的壓力、流量和水溫進行數據上的有效控制。并適當增大鑄軋過程的的軋制力，限制降低鑄軋速度，提升前箱液位，適當降低鋁水溫度可減輕或消除偏析缺陷。5 鑄軋板表面偏析對于板材性能的影響通過選用同樣寬度同樣材質的板材進行實驗比較，一些是中間具有偏析條的，一些則保持正常。兩種板材在做拉伸實驗時，所有帶偏析的試樣都沒有在出現偏析處折斷，強度并未出現過大變化，但是延伸率降低了，同時存在偏析的鋁制產品，在沖壓過程中表面會產生偏析紋路，及影響產品性能，又影響產品美觀.

11、使用10%勺NaOHS液分別滴于板材偏析部位和正常部位，發現兩部位的放出氣泡的時間基本相同。但是正常部位的氣泡是密細又均勻出現分布的，偏析區在偏析斑點上形成大而密集的氣泡，最后形成了黑色的腐蝕斑點。板材經過陽極氧化形成氧化保護膜后，氧化膜無法再偏析斑點區生成，在偏析斑點形成了黑色斑點，視覺上極易分辨。因此存在偏析的板材不能用來做裝飾使用。6 結語經過上述的鑄軋板表面偏析的規律性分析，了解鋁合金鑄軋板有時會在表面出現的縱貫整卷的帶狀的表面偏析，此偏析現象屬于反偏析。表面偏析對板材強度并不構成影響，但是大大降低了板材塑性及美觀，影響板材使用。保持對鑄軋板的均勻化處理，加大過飽和的固熔體分解速率，增

12、加冷卻強度，研發鑄嘴的新構造和新工藝，積極改善鑄軋板表面偏析現象。參考文獻1 劉靜安，謝水生.鎂合金板帶鑄軋凝固前沿控制及缺陷成形機理研究D.上海大學，2012.2 翁文憑，鄧康，任忠鳴.鎂合金鑄軋過程中表面點狀偏析形成機制J.稀有金屬材料與工程，2013.文檔資料:簡析鑄軋板的表面偏析規律性完整下載完整閱讀全文下載全文閱讀免費閱讀及下載閱讀相關文檔:淺談鋁圓片在炊具制造中的工藝性能及優勢彩色涂層鋁板常見質量缺陷成因及對策分析炊具用鋁合金圓片的工藝缺陷分析及改善方法探究清單計價模式工程量結算方式改進問題研究林業生態旅游氯堿化工設備的腐蝕及防腐管理研究論基層鄉鎮農田的水利建設淺談提高鋁合金材料性能的熱處理獼