Cu元素對8011合金鋁箔耐烘烤性能的影響

1、    cu元素對8011合金鋁箔耐烘烤性能的影響    張莉摘要：本文通過拉伸試驗、針孔檢查、金相試驗、耐烘烤性能等測試研究了cu元素對8011合金鋁箔耐烘烤性能的影響。結(jié)果表明：275/75s的烘烤實驗后，在一定范圍內(nèi)，隨著8011合金中微量cu元素含量的增加，8011合金的高溫穩(wěn)定性得到改善。關鍵詞：8011合金；cu元素；耐烘烤性1 試驗1.1試驗材料試驗材料選用8011合金鑄軋坯料，坯料為7.4mm*1140規(guī)格，三種8011合金（8011-1，8011-2，8011-3）的cu含量不同，其他元素成分差異不大，鑄軋坯料的成分（質(zhì)量分數(shù)）如表1所

2、示。1.2試驗方案該鋁箔生產(chǎn)工藝流程為：熔煉-鑄軋-冷軋-中間退火-切邊-箔軋-分切包裝。三種8011合金鋁箔除了cu含量的區(qū)別外，其余各生產(chǎn)工序均按相同的工藝參數(shù)進行生產(chǎn)。分別將取得的成品鋁箔進行性能檢測、烘烤試驗性能檢測。另外分別取樣進行180、200、220、240、260、280退火3h的退火試驗。鋁箔的針孔、達因值測試根據(jù)gb3198-2010的規(guī)定進行檢測。將取得的三種合金成品樣片放于同一臺馬弗爐進行烘烤試驗。根據(jù)客戶的實際使用要求，耐烘烤試驗的溫度設定為275，烘烤的時間為75s。拉伸試樣按照gb3198-2010標準執(zhí)行，標距為100mm，試樣長軸平行于軋制方向。拉伸試樣在kd

3、-1型電子萬能試驗機進行檢測。2 試驗結(jié)果與分析三種合金的組織均勻、無偏析等內(nèi)在組織缺陷，三種合金的晶粒大小相差不大，晶粒尺寸在150m左右，滿足鋁箔基材冷軋工藝和退火工藝的要求。為了研究cu含量對鋁箔性能與耐烘烤性的影響，對cu含量不同的三種8011合金鋁箔成品進行了成品力學性能與烘烤試驗性能檢測。這三種8011合金均經(jīng)過相同的冷軋道次、中間退火、箔軋道次，得到了相同厚度的成品鋁箔。烘烤試驗性能隨著cu含量的增加，合金的抗拉強度呈增加趨勢。經(jīng)過烘烤實驗之后，含cu量較高的8011-3合金的抗拉強度降低了24.1%，8011-2合金的抗拉強度降低了30.9%，8011-1合金的抗拉強度降低了3

4、3.3%。可以看出，隨著cu含量的增加，合金經(jīng)過烘烤后性能穩(wěn)定性呈增加趨勢。在烘烤實驗中，由于鋁箔的耐烘烤性能與合金的再結(jié)晶行為密切相關，所以為了對比研究三種8011合金的再結(jié)晶行為，分別將三種8011合金成品在馬弗爐進行180、200、220、240、260、280退火3h，得到三種合金的抗拉強度和延伸率的變化如圖2和圖3所示。結(jié)果顯示，在相同的退火溫度和時間內(nèi)，8011-3合金的退火穩(wěn)定性要高于8011-2與8011-1合金，8011-3合金發(fā)生再結(jié)晶軟化程度要小。另外，我們也對三種8011合金進行了達因值測試和針孔測試，測試結(jié)果如表2所示；從表中可以看出，三種合金的達因值和針孔數(shù)都達到標

5、準。對于8011合金來說，在一定范圍內(nèi)，隨著微量合金元素cu含量的增加，固溶強化效果越大，所以8011-3合金成品的強度高于8011-2與8011-1合金。cu在鋁合金中可以通過固溶析出形成少量的cua12化合物。cua12化合物呈不規(guī)則圓滑外形，骨骼狀間斷分布于晶界，對后續(xù)鋁箔加工變形過程起到位錯釘扎作用；其原因在于cu在al中主要以固溶形態(tài)存在，它們易于集聚在位錯周圍形成柯氏氣團，減小了晶格畸變，降低了溶質(zhì)原子與位錯的彈性交互作用，使位錯處于較穩(wěn)定的狀態(tài)，減少了可動位錯數(shù)目，阻礙位錯的重新組合，阻礙再結(jié)晶形核及晶核長大，由此來提高鋁箔成品的合金強度和再結(jié)晶溫度。其次，微量的cu元素也可能形

6、成第二相，它們會阻礙再結(jié)晶晶核界面遷移，阻礙再結(jié)晶晶粒的長大。總之，在一定范圍內(nèi)，提高微量合金元素cu含量，可以提高合金的再結(jié)晶溫度，改善合金的耐熱穩(wěn)定性。由此看出微合金化是改善合金的耐熱性能的重要途徑之一。3結(jié)論1） 提高cu含量之后的8011-3合金與8011-2合金在成品力學性能與表面達因、針孔個數(shù)等指標均能夠滿足客戶的使用要求。2） 隨著cu含量的提高，8011合金的抗拉強度逐漸提高；同時，合金的再結(jié)晶溫度也逐漸提高。3） 經(jīng)過240/75s的烘烤實驗之后，含cu量較高的8011-3合金的抗拉強度降低了24.1%，8011-2合金的抗拉強度降低了30.9%；8011-1合金的抗拉強度降