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《大连理工大学》 2015年
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5356铝合金电磁连铸、净化和微合金化工艺研究

邢清源  
【摘要】:5356铝合金是一种通用型焊材,广泛应用于Al-Mg、Al-Mg-Si和Al-Zn-Mg系铝合金结构件的焊接。随着航空航天、航海和军工的不断发展,对铝合金焊丝质量和性能等方面的要求明显提高,因此,制备出高品质焊丝用铝合金显得尤为关键。本文分别采用软接触电磁连续铸造法和模铸法制备5356铝合金,研究了不同电源功率、拉坯速率和冷却水量等工艺参数以及微量的Sc和Zr元素对5356铝合金组织和性能的影响,同时研究分析了Mg、Cr和Ti等合金元素的作用机理以及C2C16和C2Cl6-TiO2复合熔体净化技术对5356铝合金氢含量的影响。结果表明:在电源功率lOkw,拉坯速率8cm/min,冷却水量1.7m3/h的工艺条件下,5356铝合金电磁连铸锭具有最优的表面和内部质量以及综合力学性能,抗拉强度和伸长率分别可达310.OMPa和16.3%,且铸锭表面无明显铸造缺陷,边部组织基本为等轴晶,心部组织呈破碎枝晶形态,第二相分布均匀;在440℃×30h,空冷的均匀化热处理制度下,Mg元素微观偏析基本消除,晶界处连续分布的Al8Mg5相明显回溶。Mg元素在晶界可形成连续网格状分布Al8Mg5相,该相在晶内则以弥散点状形态分布;Cr元素在晶界和晶内均可形成固溶有Ti元素的块条状Al7Cr相,起析出强化的作用;Ti元素在该合金中主要起细化晶粒的作用。微量的Sc元素可以显著提高5356铝合金电磁连铸锭的抗拉强度和塑性,当元素添加量达0.4wt.%时,晶粒细化显著,第二相数量明显减少,抗拉强度为330.OMPa,伸长率为29.0%,分别同比提高了6.5%和77.9%。选用两种成分配比的精炼剂:1.00wt.%C2Cl6和0.85wt.%C2Cl6-0.55wt.%TiO2(占炉料),均可使5356铝合金电磁连铸锭氢含量控制在0.15μg/g,熔体具有较高的洁净度,显微组织中未发现有害的粗大杂质相、明显气孔和其它氧化物夹杂。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TG292

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