3104铝合金是目前单一产量最大的薄板铝合金,由于该铝合金具有韧性高、耐腐蚀性强、深冲性能好等优点,除用作铝罐罐身材料外,还广泛用于韧性容器(罐)、化工产品生产与贮存装置、建筑工具以及各种灯具零部件等。应变硬化指数n值和塑性应变比r值是衡量金属薄板深冲性能非常重要的指标。应变硬化指数n值在宏观上是材料变形强化的表征,微观上则反映材料不同的形变机制。另有研究表明,应变硬化指数n值受塑性变形程度、变形加载路径等宏观因素及合金微观组织、位错组态等微观因素的影响。北京科技大学的马全仓研究了 3104-H19深冲铝板,发现晶粒取向即织构是决定深冲铝板的r值最主要的因素。然而,有关显微组织结构中的另一重要因素晶粒尺寸对深冲铝板n值及r值的影响研究较少。本文针对具有良好深冲性能的3104铝合金薄板,通过适当热处理调控其显微组织结构,力图使合金板材中第二相粒子组态及再结晶晶粒取向大致相同的前提下,获得再结晶晶粒尺寸差别显著的合金板材,进一步结合单向拉伸试验,研究合金板材沿着板面不同方向的n值和r值,以建立铝板晶粒尺寸与其板材n值和r值之间的关系规律。研究结果如下:(1)3104 铝合金冷轧板经 400℃×1h,500℃×1h,550×1h,550℃ ×4h,550℃×8h,550℃×24h和550℃×96h再结晶退火处理后,合金基体中弥散分布着大量5-10μnm的颗粒状或短棒状主要含AlFeMn的结晶相,再结晶工艺对结晶相的种类、分布和数量无明显影响;3104冷轧板经上述再结晶退火处理后均发生完全再结晶,其再结晶后的晶粒取向大致相同,但晶粒尺寸差别显著,依次为12.65μm、13.80μm、19.46μm、21.68μm、28.11μm、29.19μm 和 1.63μm。(2)晶粒尺寸不同的3104铝板沿与轧向分别呈0°、45°和90°拉伸变形后,颗粒状或短棒状结晶相无明显变化,晶粒形状沿变形方向略有拉长;其单向拉伸变形的流变行为大致相同:随着应变量的增加,应力刚开始迅速增加,随后缓慢降低趋于稳定;晶粒尺寸增大,铝板的屈服强度和抗拉强度先缓慢降低后大幅降低,延伸率变化不明显。(3)3个方向的3104铝板的连续应变硬化指数nc值及阶段应变硬化指数ns值随应变的变化规律大致相同:应变增加,nc值先迅速增加后趋于不变,ns值则先迅速增大至峰值后随应变增加呈缓慢降低的趋势;3个方向的3104铝板的塑性应变比r值大致相同,应变增大对r值影响规律不明显。(4)3个方向的3104铝板的连续应变硬化指数nc值随晶粒尺寸增大的变化规律大致相同:晶粒直径增大,铝板的nc值大体呈增大的趋势,当晶粒尺寸从13.80μm增大到19.46μm时,铝板的nc值缓慢增加,当晶粒尺寸增大至28.11μm时,nc值略有降低,晶粒尺寸继续增大至31.63μm,nc值显著增大;3个方向的3104铝板ns值随晶粒尺寸的变化均无明显规律。(5)晶粒尺寸增大对3个方向3104铝板的r值影响不大,说明3104铝板的塑性应变比r值对晶粒尺寸的变化不敏感。