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工業鋁型材擠壓效應產生的原因
艾普斯 丨 2017.01.07 丨 2080
(1)工業鋁型材擠壓使制品處在強烈的三項壓應力狀態和二項壓縮一項延伸變形狀態,制品內部金屬流動平穩,晶粒皆沿擠壓力方向流動,使制品內部形成較強的【111】織構,即制品內部大多數晶粒的【111】晶向和擠壓方向趨于一致。對面心立方晶格的鋁型材制品來說,【111】方向是強度最高的方向,從而使得工業鋁型材制品縱向的強度提高。
(2)Mn、Cr等高再結晶元素的存在,使工業鋁型材擠壓制品內部結構在熱處理后仍保留著加工織構,而未發生再結晶。Mn、Cr等元素與鋁組成的二元系狀態圖的特點是,結晶溫度范圍窄,在高溫下固溶體中的溶解度很小,所以形成的過飽和固溶體在結晶過程中分解出Mn、Cr等金屬間化合物MnAl6、CrAl7彌散質點,并分布在固溶體內樹枝狀晶的周圍構成網狀膜。又因Mn、Cr在鋁中的擴散系數很低,且Mn在固溶體中也妨礙著金屬自擴散的進行,這也就阻礙了工業鋁型材再結晶過程的進行,使工業鋁型材制品內部再結晶溫度提高,在進行熱處理加熱時工業鋁型材制品內部發生不完全再結晶,甚至不發生再結晶,所以工業鋁型材擠壓制品內部在隨后熱處理仍保留著加工組織。應特別指出,工業鋁型材擠壓效應只顯現在制品內部,至于其外層,常因有粗晶環而使工業鋁型材擠壓效應消失。
在大多數情況下,工業鋁型材的擠壓效應是有益的,它可以保證構件具有較高的強度,節省材料消耗,減輕構件重量。但對于要求各方向力學性能均勻的構件,則不希望產生擠壓效應。
(2)Mn、Cr等高再結晶元素的存在,使工業鋁型材擠壓制品內部結構在熱處理后仍保留著加工織構,而未發生再結晶。Mn、Cr等元素與鋁組成的二元系狀態圖的特點是,結晶溫度范圍窄,在高溫下固溶體中的溶解度很小,所以形成的過飽和固溶體在結晶過程中分解出Mn、Cr等金屬間化合物MnAl6、CrAl7彌散質點,并分布在固溶體內樹枝狀晶的周圍構成網狀膜。又因Mn、Cr在鋁中的擴散系數很低,且Mn在固溶體中也妨礙著金屬自擴散的進行,這也就阻礙了工業鋁型材再結晶過程的進行,使工業鋁型材制品內部再結晶溫度提高,在進行熱處理加熱時工業鋁型材制品內部發生不完全再結晶,甚至不發生再結晶,所以工業鋁型材擠壓制品內部在隨后熱處理仍保留著加工組織。應特別指出,工業鋁型材擠壓效應只顯現在制品內部,至于其外層,常因有粗晶環而使工業鋁型材擠壓效應消失。
在大多數情況下,工業鋁型材的擠壓效應是有益的,它可以保證構件具有較高的強度,節省材料消耗,減輕構件重量。但對于要求各方向力學性能均勻的構件,則不希望產生擠壓效應。