深冷处理对废铝易拉罐合金组织和力学性能的影响

　　随着易拉罐轻量化、薄壁化趋势的发展, 冶金缺陷的影响将更为突出。因此, 提高铝材的冶金质量显得极为重要。有研究表明[1~4]，深冷处理可以消除金属材料的内应力，提高尺寸稳定性，减少加工变形，提高强度和硬度。本文以废铝易拉罐合金(3004铝合金)为研究对象，探究液氮温度下深冷处理对其显微组织和力学性能的影响。

　　1 试验材料和方法

　　1.1 试验材料

　　试验材料采用废易拉罐熔炼后浇注的金属型试棒，其化学成分见表1。

　　1.2 试验方法

　　试样处理工艺：①未处理;②固溶处理：580℃×12h，水冷;③固溶+深冷处理：580℃×12h+液氮温度×48h。金相腐蚀剂采用5%的氢氟酸。固溶处理在箱式电阻炉中进行; 深冷处理在液氮冷却介质中进行; 金相观察和拍照在金相显微镜下进行;力学性能测试在电子万能试验机上进行。

　　2 试验结果与分析

　　2.1 显微组织

　　3004铝合金的组织主要为α-Al基体、析出相和难溶相，如图1所示。可以看出，经常规固溶处理后，显微组织中第二相在晶界处较多，呈连续状分布，晶界无析出带较宽，且局部再结晶;增加深冷处理工艺后，显微组织中第二相在晶内析出，晶界无析出，无析出带宽度较小，且再结晶较充分，晶粒细化。

　　2.2 力学性能

　　对未热处理、固溶热处理和固溶+深冷处理试样进行拉伸试验，其结果如表2。可以看出，与未热处理相比，经580℃×12h固溶处理后，废铝易拉罐合金的抗拉强度和伸长率均有所提高，而屈服强度、屈强比降低; 经580℃×12h固溶处理+液氮温度×48h深冷处理后，其抗拉强度、伸长率进一步提升，但屈服强度和屈强比降低。对比两组数据，经深冷处理后其抗拉强度提高了10.7%，伸长率提高了36.2%。

　　3 结论

　　(1) 深冷处理改善了合金的显微组织，使晶粒细化和粒状化合物增多。

　　(2) 深冷处理可显著提高废铝易拉罐合金的抗拉强度和伸长率。

　　参考文献：

　　[1] 张劲松，袁子洲，刘秀芝，等. 金属材料深冷处理现状[J]. 甘肃工业大学学报，2003，29(1)：32-35.

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　　[4] 郭春霞，李智超. 深冷处理对ZL109组织与性能的影响[J]. 热加工工艺，2005(10)：40-42.