[发明专利]通过控制压缩比来控制铝钛硼合金晶粒细化能力的变化量的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及金属材料的加工工艺，特别涉及在铝钛硼合金的制造中通 过控制铝钛硼合金压力加工前后截面积之比亦即压缩比来控制铝钛硼合金 晶粒细化能力变化量的方法。

【背景技术】

铝钛硼合金是全球范围内铝材加工中普遍使用并且最为有效的细化铝 及铝合金凝固晶粒的中间合金。铝钛硼合金的晶粒细化能力是决定铝加工 材品质好坏的重要因素之一，铝钛硼合金的晶粒细化能力越高，则铝加工 材的屈服强度越高、压延塑性越好、韧脆转变温度越低，反之铝加工材品 质越差，这一点在铝加工材应用于航空航天上时体现得更加明显。为此， 各铝钛硼合金的生产企业和研究机构都在大力加强铝钛硼合金晶粒细化能 力的研究，美国铝业协会还特别规定晶粒细化能力值AA(以下简称AA 值)，AA值是度量铝钛硼合金晶粒细化能力高低的数量值，AA值越小表 示铝钛硼合金细化铝及铝合金晶粒的能力越强，即添加AA值越小的铝钛 硼合金后制成的铝及铝合金的晶粒越细小，AA值由最先的250逐渐降为 130。现有铝钛硼合金加工技术中，普遍注重材料组分、熔炼工艺等方面的 研究，而忽略了铝钛硼合金在轧制压力加工过程中的质量控制；压力加工 包括轧机轧制和铸挤机挤压两种，目前片面地认为压力加工对铝钛硼合金 的晶粒细化能力无影响，也不知道压力加工前后截面积之比亦即压缩比、 压力加工前后的温差、出口线速度、机架数与铝钛硼合金晶粒细化能力变 化量的关系，只是凭经验控制压力加工前后截面积之比亦即压缩比、压力 加工前后的温差等，没有建立一套可定量优化控制的技术方法。

【发明内容】

本发明提供一种在设定压力加工参数如压力加工前后的温度差、出口 线速度和机架数的情况下，通过精确控制铝钛硼合金压力加工前后截面积 之比亦即压缩比、可以精确控制铝钛硼合金晶粒细化能力的变化量的方法， 解决目前存在的不能定量与优化控制铝钛硼合金压力加工参数的问题以及 由此带来的铝钛硼合金晶粒细化能力的变化的技术问题。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案为：提供一种通过控制压 缩比来控制铝钛硼合金晶粒细化能力的变化量的方法，该方法包括：

A.首先建立铝钛硼合金晶粒细化能力的变化量ΔAA与铝钛硼合金 压力加工过程中加工参数的函数关系，即：

ΔAA＝K·D·V÷(ΔT·n)

其中ΔAA＝AA₁-AA₂，AA₁为铝钛硼合金压力加工前的晶粒细化能力 值，AA₂为铝钛硼合金压力加工后的晶粒细化能力值，K为常数，D为铝 钛硼合金压力加工前后截面积之比亦即压缩比，D=S1S2,]]>S₁为铝钛硼合金 压力加工前的截面积，S₂为铝钛硼合金压力加工后的截面积，ΔT为铝钛 硼合金压力加工前后的温度差，V为出口线速度，n为机架数；

B.设定加工参数V、ΔT和n，然后通过精确控制铝钛硼合金压力加 工前后截面积之比亦即压缩比D，以精确控制铝钛硼合金晶粒细化能力的 变化量ΔAA。

在铝钛硼合金的制造中有一个国际标准，即最终输出的铝钛硼合金产 品的直径为9.5mm，即截面积为70.8mm²。所述函数关系：ΔAA＝K·D·V ÷(ΔT·n)既能应用在制造铝钛硼合金的轧机中也能应用在制造铝钛硼 合金的铸挤机中，所述函数关系既符合单一机架的计算，也符合多个机架 的总计算，同时也符合多个机架中最后一个机架的计算。