鋁合金基礎(chǔ)知識及表面缺陷識別課件

鋁合金基礎(chǔ)知識及表面缺陷識別熱軋技術(shù)科--鋁合金基礎(chǔ)知識及表面缺陷識別什么是鋁鋁的定義以鋁為基的合金總稱。主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳，次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。鋁合金密度低，但強(qiáng)度比較高，接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性，工業(yè)上廣泛使用，使用量僅次于鋼。純鋁的含義純鋁分冶煉品和壓力加工品兩類，前者以化學(xué)成份Al表示，后者用漢語拼音LV（鋁、工業(yè)用的）表示。鋁合金基礎(chǔ)知識及表面缺陷識別鋁分類高級純鋁（鋁的含量99.93%-99.999%）1、按照鋁錠的主成份含量分工業(yè)高純鋁（鋁的含量99.85%-99.90%）工業(yè)純鋁（鋁的含量98.0%-99.7%）2、按照鋁錠的生產(chǎn)過程分鋁土礦氧化鋁電解鋁

3、按照鋁的市場產(chǎn)品型態(tài)分加工材，如板、帶、箔、管、棒、型、鍛件、粉末等鑄造材、盤條線桿電纜等日常生活中的各類鋁制品等鋁合金基礎(chǔ)知識及表面缺陷識別牌號系列與組別的關(guān)系牌號系列組別牌號系列組別1XXX純鋁（鋁合金含量不小于99％）6XXX以鎂和硅為主要合金元素并以Mg2Si相為強(qiáng)化相的鋁合金2XXX以銅為主要合金元素的鋁合金3XXX以錳為主要合金元素的鋁合金7XXX以鋅為主要合金元素的鋁合金4XXX以硅為主要合金元素的鋁合金8XXX以其它為主要合金元素的鋁合金5XXX以鎂為主要合金元素的鋁合金9XXX備用合金組鋁合金基礎(chǔ)知識及表面缺陷識別5種基礎(chǔ)狀態(tài)代號鋁及鋁合金的牌號代號名稱說明與應(yīng)用F自由加工狀態(tài)適用于在成型過程中，對于加工硬化和熱處理?xiàng)l件無特殊要求的產(chǎn)品，該狀態(tài)產(chǎn)品的力學(xué)性能不作規(guī)定O退火狀態(tài)適用于經(jīng)過完全退火獲得最低強(qiáng)度的加工產(chǎn)品H加工硬化狀態(tài)適用于通過加工硬化提高強(qiáng)度的產(chǎn)品，產(chǎn)品在加工硬化后可經(jīng)過使強(qiáng)度有所在降低的附加熱處理。H代號后面必須跟有兩位或三位阿拉伯?dāng)?shù)字W固溶熱處理狀態(tài)一種不穩(wěn)定狀態(tài)，僅適用于經(jīng)固溶熱處理后，室溫下自然時(shí)效的合金，該狀態(tài)代號僅表法產(chǎn)品處于自然時(shí)效階段。T熱處理狀態(tài)（不同于F、O、H狀態(tài)）適用于熱處理后，經(jīng)過（或不經(jīng)過）加工硬化達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的產(chǎn)品鋁合金基礎(chǔ)知識及表面缺陷識別鋁合金鑄件的熱處理就是選用某一熱處理規(guī)范，控制加熱速度升到某一相應(yīng)溫度下保溫一定時(shí)間并以一定得速度冷卻，改變其合金的組織，其主要目的是提高合金的力學(xué)性能，增強(qiáng)耐腐蝕性能，改善加工性能，獲得尺寸的穩(wěn)定性。概念鋁合金的熱處理（1）固溶熱處理－可溶相的溶解。（2）淬火－過飽和固溶體的形成。（3）時(shí)效－在室溫下（自然時(shí)效）或高溫下（人工時(shí)效或沉淀熱處理）溶質(zhì)原子的沉淀析出。工藝過程

鋁合金的時(shí)效硬化是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過程，它不僅決定于合金的組成、時(shí)效工藝，還取決于合金在生產(chǎn)過程中縮造成的缺陷，特別是空位、位錯(cuò)的數(shù)量和分布等。時(shí)效處理可分為自然時(shí)效和人工時(shí)效，自然時(shí)效是將鑄件置于露天場地半年以上，便其緩緩地發(fā)生形，從而使殘余應(yīng)力消除或減少，人工時(shí)效是將鑄件加熱到550～650℃進(jìn)行去應(yīng)力退火。1．鋁合金時(shí)效強(qiáng)化原理鋁合金基礎(chǔ)知識及表面缺陷識別研究發(fā)現(xiàn)，某些鋁合金如Al－Mg－Si系合金在室溫停留后再進(jìn)行人工時(shí)效，合金的強(qiáng)度指標(biāo)達(dá)不到最大值，而塑性有所上升。如ZL101鑄造鋁合金，淬火后在室溫下停留一天后再進(jìn)行人工時(shí)效，強(qiáng)度極限較淬火后立即時(shí)效的要低10～20Mpa，但塑性要比立刻進(jìn)行時(shí)效的鋁合金有所提高。2.影響時(shí)效的因素—時(shí)間鋁合金時(shí)效處理一種合金能否通過時(shí)效強(qiáng)化，首先取決于組成合金的元素能否溶解于固溶體以及固溶度隨溫度變化的程度。如硅、錳在鋁中的固溶度比較小，且隨溫度變化不大，而鎂、鋅雖然在鋁基固溶體中有較大的固溶度，但它們與鋁形成的化合物的結(jié)構(gòu)與基體差異不大，強(qiáng)化效果甚微。3．影響時(shí)效的因素—化學(xué)成分鋁合金基礎(chǔ)知識及表面缺陷識別1.1前言鋁的表面質(zhì)量要求嚴(yán)格，輕微的刮傷或劃痕等缺陷就很容易被察覺，且大部份的鋁板帶材經(jīng)軋制完成后即使用，或經(jīng)進(jìn)陽極氧化處理來有效的的高鋁材帶材表面的耐腐蝕性能及保持金屬光澤，因此，鋁軋制產(chǎn)品表面質(zhì)量的要求、改善和管理，是生產(chǎn)作業(yè)最重要的工作之一。軋制鋁板帶材是由熔鑄、均勻化處理、鋸銑、熱軋、冷軋、精整等過程，以及必要的熱處理，精整還包括矯直、清洗、涂油、剪切或分條等很多過程，經(jīng)過很多設(shè)備，各設(shè)備都可能產(chǎn)生輕重不同的缺陷。從熔鑄到最終的成品都要經(jīng)過嚴(yán)格的過程管制，這是生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品的必要條件。一、缺陷的分類鋁合金基礎(chǔ)知識及表面缺陷識別1.2缺陷分類鋁及鋁合金軋制板帶材缺陷盤卷、板垛外形缺陷尺寸缺陷表面缺陷組織及性能缺陷鋁合金基礎(chǔ)知識及表面缺陷識別厚度超差寬度超差長度超差對角線超差不平度超差橫彎超差1.2.1尺寸缺陷鋁合金基礎(chǔ)知識及表面缺陷識別晶粒粗大或異常溫度超差?yuàn)A渣內(nèi)部裂紋顯微組織不合格物理性能不合格化學(xué)性能不合格1.2.2組織及性能缺陷鋁合金基礎(chǔ)知識及表面缺陷識別1.2.3盤卷及板垛外形缺陷錯(cuò)層塔形松卷塌卷燕窩碰傷鋁合金基礎(chǔ)知識及表面缺陷識別1.2.4表面缺陷分類表面缺陷部分針對各缺陷發(fā)生的主因，又可分類以下幾種：鋁合金基礎(chǔ)知識及表面缺陷識別二、熔鑄造成的表面缺陷氣泡、貫穿氣孔明暗條紋起皮裂紋裂邊分層孔洞銑刀痕鋁合金基礎(chǔ)知識及表面缺陷識別氣泡、貫穿氣孔主要產(chǎn)生原因：鑄錠含氣量太高；鑄塊表面凹凸不平、不清潔，表面偏析瘤深度較深；銑面量小或表面有缺陷，如：凹痕或銑刀痕較深。定義及特征：板、帶材表面不規(guī)則的圓形或條狀空腔凸起。凸起的邊緣圓滑、板片上下不對稱，分布無規(guī)律。鋁合金基礎(chǔ)知識及表面缺陷識別明暗條紋主要產(chǎn)生原因：鑄錠表面質(zhì)量差，熱軋前未銑面；板坯表面組織不均有粗大晶?；蚱鰩?；定義及特征：板、帶材表面與軋制方向平行的明暗相間的條紋鋁合金基礎(chǔ)知識及表面缺陷識別三、軋制造成的缺陷起皮裂紋裂邊分層擦劃傷、壓過劃痕乳液痕金屬及非金屬壓入印痕粘傷油污腐蝕油斑包鋁層錯(cuò)動(dòng)粘鋁橫波松樹枝花紋黑點(diǎn)黑條明暗條紋孔洞波浪翹邊起棱鋁合金基礎(chǔ)知識及表面缺陷識別松樹枝花紋主要產(chǎn)生原因：工藝潤滑不良；冷軋時(shí)道次壓下量過大；冷軋時(shí)張力小，特別是后張力小。定義及特征：垂直壓延方向橫貫板、帶材表面的波紋，波紋處厚度突變。鋁合金基礎(chǔ)知識及表面缺陷識別小黑條（黑點(diǎn)）主要產(chǎn)生原因：工藝潤滑不良；工藝潤滑劑不干凈；板、帶表面有擦劃傷；板、帶通過的導(dǎo)路不干凈；鑄軋帶表面偏析或熱軋用鑄塊銑面不徹底；金屬中有夾雜；開坯軋制時(shí)，產(chǎn)生大量氧化鋁粉，并壓入金屬，進(jìn)一步軋制產(chǎn)生黑條。刷輥工藝不當(dāng)定義及特征：板、帶材表面沿軋制方向分布的黑色線條狀或點(diǎn)狀缺陷。鋁合金基礎(chǔ)知識及表面缺陷識別四、精整造成的缺陷裂邊毛刺擦劃傷揉擦傷金屬壓入非金屬壓入印痕粘傷花臉油污腐蝕油斑橫波振紋水痕凹痕刀背印拉伸鉗口痕滑移線翹邊起棱壓折和折痕鋁合金基礎(chǔ)知識及表面缺陷識別粘傷主要產(chǎn)生原因：退火溫度過高。定義及特征：因板間或帶材卷層間粘連造成板、帶表面呈點(diǎn)狀、片狀或條狀的傷痕。粘傷產(chǎn)生時(shí)往往上下板片（或卷層）呈對稱性，有時(shí)呈周期性。鋁合金基礎(chǔ)知識及表面缺陷識別揉擦傷主要產(chǎn)生原因：淬火板材彎曲變形過大；淬火時(shí)，裝料太多、板間間距小。定義及特征：淬火時(shí)相鄰板片間相互摩擦產(chǎn)生的傷痕。揉擦傷不規(guī)則，呈圓弧狀，破壞了自然氧化膜和包覆層。鋁合金基