强化固溶及脉冲快速退火对铸轧Al-Fe-Si合金薄板晶粒异常长大及第二相早期析出行为的影响

铸轧是铝加工行业一项高效节能短流程生产技术。由于铸轧坯厚度小（6毫米左右），从坯料到成品的总变形量远少于铸坯热轧法，铸轧坯中偏析等缺陷难以充分破碎，也难以用一般铸坯退火方法消除，易遗传到后续工序，甚至导致后续冷轧退火时出现局部反常粗晶，影响产品内在质量和表面质量，成为制约铸轧产品升级的瓶颈。工业上尚未找到一种能解决铸轧坯固有缺陷问题且可行性强的方法。目前，铸轧机主要用于生产低端产品。本项目以逐步提高固溶温度为特征的多级强化固溶对铝铁硅系铸轧坯料进行退火处理，退火温度可能超过合金的共晶点而合金不过烧，以得到充分固溶的铸轧坯料。探索高频电磁脉冲对充分固溶后冷轧而来的铝铁硅薄板中第二相弥散且大体积分数诱导析出的早期行为和后续稳定性的影响。研究局部成分偏聚、应变集中及电磁脉冲退火耦合作用对局部反常粗晶现象的抑制机理。有望为提高铸轧产品性能，充分发挥铸轧设备效能，推动铸轧产业升级提供理论依据。

通过国家自然科学基金No.50174117所支持的研究工作，主要取得了以下进展：.(1) 研究了合金中的宏微观偏析行为，发现铸轧板表面存在铁相族性团聚;(2) 研究了合金中合金元素的在铸轧板中的空间分布行为，发现铸轧板中的铁元素和硅元素存在一定的表面偏析，铁的比重偏析比较严重;(3) 研究冷了铝铁硅合金铸轧板中主要物相特性及其在箔材轧制过程中与油膜的相互作用机理。发现硬质相在较薄的箔材轧制时，对箔材的形状和力学性能有较大影响;(4) 研究了第二相颗粒的早期析出行为及其对PS版基的电解砂目特性的影响，发现，第二相颗粒呈大规模早期析出，可以使所生产的PS版基砂目孔更加细小和均匀; (5) 研究了铸轧板内部晶粒取向特征，发现铸轧板的晶粒度是厚度的函数，铸轧板织构分布可以分为三层，表层、过渡层和中间层。表层主要织构为：{001}<3-20>, {001}<110> and {111}<110>，中间层的主要织构为：{110}<001> , {012}<100> and {114}<131>，过渡层的织构非常复杂;.(6) 研究了等轴和长条形大晶粒的形成机理，发现，铸轧板表面第二相颗粒的表面族聚和变形不均匀是导致表面后续退火反常粗晶的主要原因。铸轧板表面的织构会加快后续退火过程中反常粗晶的生长;(7) 研究了不同固溶工艺对反常粗晶的影响，发现如果先将铸轧板在低温下(电磁)去应力退火，然后再在较高温度下固溶，可以减少反常粗晶的发生。. 围绕本研究，共同撰写了学术论文10多篇，已经发表和接收了9篇，还有6篇正在审稿或审后修改中，其中SCI检索5篇，EI检索8篇。申请国家发明专利6项（已公开），已经授权3项。有1项成果被成功应用到武器轻量化技术上。获得湖北省科技进步二奖1项。