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15
2025
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01
驰能铝业前沿·3003合金的高温析出相
驰能铝业前沿·3003合金的高温析出相
弥散体与晶粒度的关系
1、Al-Mn合金被定义为加工型合金，此系列合金没有固溶淬火时效的制程，但因含有大量的锰元素故有高温析出的机理。
2、高温析出的弥散体颗粒会影响晶粒组织及影响物理及化学性能。
3、Al-Mn合金一般对产品的晶粒要求很高，而弥散体又是决定晶粒大小的重要因素。
三种均质工艺对比评价
3003合金(AI-Mn1.2-Fe0.45-Cu0.1-Si0.2)铸棒试样的均质处理及析出相，如图1所示：
（a）
（b）
（c）
图1
1、均质工艺一：580℃×10h，4℃/min
升温速度：约4℃/min到580℃保温10h，虽还可看到树状晶形态残留，但晶界的第二相(晶界化合物)已开始球化，树状晶界有初生颗粒，晶界邻近区域有含锰弥散体析出，但晶界内为贫乏弥散体区域(DDZ)，如图1(a)所示。
2、均质工艺二：615℃×8h，4℃/min
以相同速度升温到615℃并保温8h，树状晶界晶界化合物颗粒球化且树状晶界呈完全不连续，树状晶界不连续性更高，但弥散体析出极少，如图1(b)所示。
3、均质工艺三：（555℃×2h，4℃/min）+（615℃×5h，40℃/h）
相同升温速度到555℃保温2h，2h后以每小时40℃慢速升温(555℃至615℃共1.5h)到615℃，615℃再保温5h，树状晶界晶界化合物颗粒球化且树状晶界呈完全不连续，如图1（c）。
总结
1、上述两次为615℃均质处理，但两阶段慢速升温(每小时40℃)的弥散体析出状况比快速升温(每小时240℃)更均匀，且析出物密度较高。
2、比较各均质条件的金相组织，如图1（b）所示，针棒状化合物应为β-AlFeSi相，表示均质温度或时间仍有提高或拉长的空间来改善β相形态。
3、为了使弥散体析出的密度更高、更均匀，更低温的第一阶段均质(比较555℃)或更慢的升温速度(相较于每小时240℃)是有必要的。
4、3003合金的铸造胚料的晶界化合物相主要为Al6(Mn,Fe)及少部分α-Al (Mn,Fe) Si，两者分布于树状晶界；均质析出的弥散体为α-Al(Mn,Fe)Si，均质弥散体析出开始于300℃~400℃，析出最高量于400℃~500℃，而后的温度愈高则析出量愈小。
本文来源：@九俞公众号
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