7050铝合金铸轧板裂纹形成原因研究

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7050铝合金具有的高强度和高硬度、良好的焊接性能和热加工性、耐腐蚀性及较强的韧性等特点被广泛应用到飞机、航空航天及军工方面。随着社会的不断发展进步,超高强铝合金在航空航天工业及军工方面的应用量越来越来大,对其材料的性能方面(比强度、比刚度、韧性、抗疲劳及耐腐蚀性等)也有了更高的要求。双辊铸轧技术实现了铸造和轧制合二为一,缩短了工艺流程,降低了生产成本,实现了连续高效稳定的生产。但对于生产7050等高合金成分的薄板坯时,很难精确的控制其显微组织、偏析和板型,在制备过程中表面容易出现裂纹、热带及板型不均等缺陷,严重时会出现断带,导致成材率低,缺乏一定的实用性。本文以7050铝合金铸轧板为研究对象,利用金相、SEM、能谱等实验方法对7050铝合金铸轧板裂纹处进行宏观和微观的形貌进行观察。而后对裂纹产生的原因进行了理论计算,并利用浇注及高温拉伸实验结合理论计算得到裂纹产生的原因。通过改变铸轧速度与辊缝宽度两工艺参数进行铸轧实验,找出两工艺参数的改变对裂纹形成及其组织变化的影响。实验结果表明:铸轧产生的裂纹在表面是沿着等轴晶晶界方向扩展,并非穿晶扩展。断面能谱显示有元素Fe的存在,表面裂纹处的面扫描显示Zn元素在裂纹出有富集现象。理论计算结合实验得出心部与表面存在的温差产生的热应力达到其拉伸强度时就会有裂纹产生的倾向。铸轧速度变小及辊缝宽度变大会降低裂纹产生的几率,铸轧速度较慢及辊缝宽度较小时,靠近表面部分有树枝晶的存在;而提高铸轧速度和加大辊缝宽度,其组织大部分为等轴晶存在。有第二相粒子出现在晶界上,在轧件受力变形时,由于第二相粒子的硬、脆及无变形能力的性质,而且在晶粒的边界上生成,降低了晶界间的结合力,随着晶界间的断裂,在宏观上就会有裂纹的出现。
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