Mg、Cr、Si对5052铝合金结晶区间和性能的影响

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1、学校代码10459学号或申请号201522192527密级专业硕士学位论文Mg、Cr、Si对5052铝合金结晶区间和性能的影响作者姓名：康飞祥导师姓名：卢广玺副教授专业学位名称：材料工程培养院系：材料科学与工程学院完成时间：2018年5月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterEffectofMg、CrandSiontheCrystallineRangeandPropertiesof5052AluminumAlloyByFeixiangKangSupervisor:GuangxiLuMaterialEngineering

2、SchoolofMaterialScienceandEngineeringMay2018学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；

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4、生产线较长、工序复杂、生产成本高。与之对比，高通量连铸连轧工艺是一种新型高效的铝合金板带坯料生产工艺，具有高流速、短流程、成本低、节能环保等优点。目前高通量连铸连轧生产的5052铝合金板材主要存在的问题是5052铝合金结晶区间大，容易产生偏析、疏松等缺陷，这些缺陷具有很强的“遗传性”，会随着后续的轧制和退火遗传到成品板材中，直接影响到最终成品板材的性能，导致成品板材性能不太理想。本文主要从合金源头出发，通过改变5052铝合金成分配比，在保证成品板材性能的条件下降低5052铝合金的结晶区间。首先进行模具设计及铝液凝固过程模拟，在实验室条件下，得到与连铸连轧大工业生产冷却速度、结晶方向一致的浇铸模

5、具；其次调整Mg、Cr、Si的含量获得7mm厚的5052铝合金铸板，后续进行冷轧及退火得到1mm厚成品板材。通过显微组织分析、DSC分析、能谱分析、力学性能测试、杯凸实验、耐腐蚀测试等手段研究了Mg、Cr、Si含量对5052铝合金结晶区间和力学性能的影响，并探究了其再结晶规律，为用于高通量连铸连轧大批量生产5052铝合金板材提供一定的理论指导。主要研究结果如下：(1)设计了壁厚为25mm的浇铸模具，铸板厚度为9mm；对铝液凝固过程进行数值模拟，铝液冷却速度大小为9.6℃/s左右(连铸连轧生产线7℃/s~9℃/s)，其结晶方向为从模具侧壁向中间结晶，测得铸板的实际晶粒尺寸大小在90μm~98μm

6、之间(连铸连轧生产线95μm左右),基本保证了在实验室条件下浇铸铸板与连铸连轧生产条件基本一致。(2)5052铝合金的Mg含量相同时，添加0.15%~0.35%的Cr，其对结晶区间基本无影响；5052铝合金结晶区间大小与Mg含量有关，结晶区间随着Mg含量的降低而减小，Mg含量从2.8%降到2.0%，结晶区间减少8℃，结晶区间减少，流动性升高，合金偏析程度减少。I摘要(3)Cr含量相同时，5052铝合金的力学性能随着Mg含量的增加而增大,Mg含量增加0.3%，抗拉强度增大10MPa；Mg含量相同时，Cr含量增加0.1%，抗拉强度增大6MPa,增加相同含量的Mg和Cr，后者的强化效果要高于前者。因

7、此，可以适当降低Mg的含量，增加微量的Cr，保证了合金的力学性能。(4)添加Si元素后，合金中主要相组成为Al-Mg相和Al-Mg-Si相；Si含量从0.15%升至0.35%，其结晶区间减少了5℃。铝合金中Si易与Mg形成Mg2Si相，Si夺去了一定的Mg使镁含量减少，而Mg含量又与结晶区间有直接联系，因此导致结晶区间进一步减小，流动性升高，偏析程度降低。(5)Mg含量不变时，随着Si含量的增加，