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经高效熔体处理的易拉罐用铝材微观组织与力学性能研究

陈永禄

  本文针对国产易拉罐用铝材的冶金质量普遍较国外差,关键性能指标难以满足制罐、冲罐要求等现状,从改善和提高易拉罐用铝材的内在冶金质量入手,首次利用高效熔体处理技术制备易拉罐用铝材。采用光学金相显微镜(OM)、环境扫描电镜(ESEM)、XRD、DTA及力学性能测试等现代分析与观测手段,较深入、系统地探讨经高效熔体处理的易拉罐用铝材在不同状态(铸态、轧制态、均匀化及中间退火态)下显微组织与力学性能的变化规律,分析冶金缺陷的影响及其作用机理,并结合常规熔体处理及国内外成品板材进行综合对比,优化出试验条件下的最佳热处理工艺。主要研究结果如下:1、高效熔体处理可显著改善易拉罐用铝材的冶金质量,稀土元素(RE)对富Fe相具有明显的变质作用,使其呈短小骨骼状或小球状,晶内第二相弥散析出,从而直接影响铸态下的断裂方式,与未处理相比,抗拉强度与伸长率分别提高16.6%及90.2%。2、均匀化退火后,经高效熔体处理的易拉罐用铝材晶界处第二相的球化效果较为明显,最佳均匀化退火工艺为:450~500℃保温12~15h,空冷。与常规熔体处理工艺相比,该优化工艺在较低的均匀化温度或较短的保温时间下即可达到较为理想的组织均匀状态,第二相细小圆整,综合力学性能优于常规熔体处理,并有利于降低生产过程中的能耗。3、高效熔体处理提高易拉罐用铝材的再结晶温度并可加快其再结晶形核速率,中间退火优化工艺为:430℃保温1h,空冷。在此条件下,再结晶晶粒组织细小且等轴均匀,板材的平面塑性各向异性程度最低,材料的断裂方式以穿晶微孔聚集型断裂为主,具有较合适的表面硬度与力学性能。4、在试验条件下,经高效熔体处理的易拉罐用铝材在冶金质量上优于国内外产品,与国内板材相比,分别提高9.1%和19.6%,δ提高12.8%,主要力学性能基本达到或略超过国外板材的性能水平,可望满足罐要求。……   
[关键词]:易拉罐用铝材;高效熔体处理;冶金质量;微观组织;力学性能;均匀化退火;中间退火;再结晶;工艺优化
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:福州大学2002年