[发明专利]一种基于冶金质量的纯铝合金的各向异性预测模型

说明书

本发明公开了一种基于冶金质量的纯铝合金的各向异性预测模型，包括采用不同的铝熔体净化处理，制备四组不同冶金质量的纯铝系合金，采用熔剂冲洗法和金相截线法测量4种冶金状态下的含杂量和夹杂物的平均尺寸；纯铝坯料上切取样品，加工成热压缩试样；试样制备薄片，分析取得不同取向分布密度峰值fsubgt;max/subgt;(g)，绘制夹杂物平均尺寸、含杂量和变形后的取向分布密度峰值fsubgt;max/subgt;(g)相关关系图，由关系曲线进行含杂量i及夹杂物平均尺寸dsubgt;i/subgt;与取向分布密度峰值fsubgt;max/subgt;(g)回归获得的一元回归方程和相关系数r，本发明通过构建预测模型判断合金进行塑性变形的状态，确定冶金因素与塑性成形加工效果的关系，为纯铝系合金的热加工成形提供理论依据。

技术领域

本发明涉及有色金属材料加工应用技术领域，尤其是涉及的是一种基于冶金质量的纯铝合金的各向异性预测模型。

背景技术

纯铝系合金可用于压力加工生产出厚度小于0.2mm的合金板带材以及双零箔等。铝箔因其优良的特性，广泛用作食品、药品、照相底板、家庭日用品等的包装材料；电解电容器材料；建筑、车辆、船舶、房屋等的绝热材料；还可以作为装饰的金银线、壁纸以及各类文具印刷品和轻工产品的装潢商标等。纯铝系合金的冶金质量主要表现为夹杂物的含量及其尺寸。在大变形量条件下(挤压、拉拔、轧制)都将随着产品厚度的减小而逐步暴露出来，如形成针孔或裂缝，严重时将使铝箔断裂或轧辊损坏。不同的冶金质量影响材料塑性变形后的最终性能(各向异性水平)。

取向分布函数(ODF)是表示晶体(或样品)要素三维空间分布的一种优选方位表示形式。用取向分布函数提供取向分布的定量信息。在欧拉空间一定范围内的晶体体积分数亦可由取向分布函数计算。用取向分布函数可更方便地将织构与物理性能及力学性能的各向异性联系起来。晶体的各向异性具体表现在晶体不同方向上的弹性模量、硬度、断裂抗力、屈服强度、热膨胀系数、导热性、电阻率、电位移矢量、电极化强度、磁化率和折射率等都是不同的。各向异性作为晶体的一个重要特性具有相当重要的研究价值。国内外在此方面的研究仍将大部分精力与物力放在热轧设备的改造与引进上，或仅将其作为一种成形手段，只着眼于最终的宏观性能表现，而将之作为一种组织与性能的控制手段并加以利用的应用甚少。冶金质量与塑性变成的质量水平主要凭经验积累和现场试验结果，缺乏系统可靠的理论指导与试验依据，说服力不充分。因此，构建一种基于冶金质量的纯铝合金的各向异性预测模型，从而判断合金进行塑性变形的状态(通过取向分布密度水平表现出来)，确定冶金因素与塑性成形加工效果的关系，为纯铝系合金的热加工成形提供理论依据，指导实际的挤压、拉拔或轧制生产。

发明内容

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及其他说明书附图中所特别指出的结构来实现和获得。

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种基于冶金质量的纯铝合金的各向异性预测模型。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种基于冶金质量的纯铝合金的各向异性预测模型，包括以下步骤：

步骤1：采用不同的铝熔体净化处理，制备四组不同冶金质量的纯铝系合金，采用熔剂冲洗法和金相截线法测量4种冶金状态下的含杂量和夹杂物的平均尺寸；

步骤2：纯铝坯料上切取样品，加工成热压缩试样，在动态热/力热模拟机上进行热压缩实验；

步骤3：试样制备薄片，在磁力驱动双喷电解减薄仪上用HClO3+无水乙醇溶液双喷减薄但未穿透，电子背散射衍射(EBSD)在场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)上进行，运用电子背散射衍射(EBSD)的集成分析系统进行菊池带自动标定，得到电子背散射衍射花样(EBSP)，通过TSLOIM系统进行显微晶体取向及显微织构的检查与分析，获得的ODF图如图2所示，取得不同取向分布密度峰值f_max(g)；